JPS602244B2 - 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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- JPS602244B2 JPS602244B2 JP56171249A JP17124981A JPS602244B2 JP S602244 B2 JPS602244 B2 JP S602244B2 JP 56171249 A JP56171249 A JP 56171249A JP 17124981 A JP17124981 A JP 17124981A JP S602244 B2 JPS602244 B2 JP S602244B2
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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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- Inorganic Chemistry (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は菱面体晶窒化ほう素の製造法に関する。
従来の菱面体晶窒化ほう素の製造法は、ほう酸またはほ
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。
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ほう素は六方晶窒化ほう素と
の混合物として得られる。この両窒化ほう素は化学的性
能、比重等において殆んど差がないため、菱面体晶窒化
ほう素を単離して取り出すことは不可能であった。菱面
体晶窒化ほう素は衝撃加圧による高圧相転移において立
方晶窒化ほう素に極めて転移しやすい。
の混合物として得られる。この両窒化ほう素は化学的性
能、比重等において殆んど差がないため、菱面体晶窒化
ほう素を単離して取り出すことは不可能であった。菱面
体晶窒化ほう素は衝撃加圧による高圧相転移において立
方晶窒化ほう素に極めて転移しやすい。
一方六方晶窒化ほう素はウルツ鉱型窒化ほう素に転移す
る。ウルッ鉱型窒化ほう素は立方晶窒化ほう素に比べて
、硬度が低く、努関による鋭い角が出にくし、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
晶窒化ほう素が多く混入している窒化ほう素は、純粋な
菱面体晶窒化ほう素に比べて、研削用高圧型窒化ほう素
の製造原料として劣る。前記の製造法によって六方晶窒
化ほう素が多く混入する原因は以下に示す通りである。
る。ウルッ鉱型窒化ほう素は立方晶窒化ほう素に比べて
、硬度が低く、努関による鋭い角が出にくし、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
晶窒化ほう素が多く混入している窒化ほう素は、純粋な
菱面体晶窒化ほう素に比べて、研削用高圧型窒化ほう素
の製造原料として劣る。前記の製造法によって六方晶窒
化ほう素が多く混入する原因は以下に示す通りである。
拳化ほう素が生成するに際し、反応温度が高温であるほ
ど六方晶窒化ほう素が生成しやすい。従って菱面体晶窒
化ほう素の製造は、比較的低温で行われる。このような
温度条件下では、ほう酸はシアン化カリウムと反応して
一部ほう酸カリウムとなって溶融状態で反応系に渡在す
る。またほう砂を原料とした場合には、ほう砂とほう酸
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、窒化ほう素の六方晶化
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六方晶窒化ほう素が混在す
る原因となっている。本発明の目的は六方鼠窒化ほう素
の混入の少し、高純度で結晶性のよい菱面体晶窒化ほう
素の製造法を提供するにある。
ど六方晶窒化ほう素が生成しやすい。従って菱面体晶窒
化ほう素の製造は、比較的低温で行われる。このような
温度条件下では、ほう酸はシアン化カリウムと反応して
一部ほう酸カリウムとなって溶融状態で反応系に渡在す
る。またほう砂を原料とした場合には、ほう砂とほう酸
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、窒化ほう素の六方晶化
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六方晶窒化ほう素が混在す
る原因となっている。本発明の目的は六方鼠窒化ほう素
の混入の少し、高純度で結晶性のよい菱面体晶窒化ほう
素の製造法を提供するにある。
本発明は、酸化ほう素、ほう酸または加熱によって酸化
ほう素を生成する酸素を含むほう素化合物を１２００〜
２０５０ｑｏに加熱して酸化ほう素を気化させ、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。
ほう素を生成する酸素を含むほう素化合物を１２００〜
２０５０ｑｏに加熱して酸化ほう素を気化させ、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。
ほう素原料としては、酸化ほう素ばかりでなく、ほう酸
、または加熱によって酸化ほ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、ほう酸アンモニウムも
同様に使用することができる。
、または加熱によって酸化ほ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、ほう酸アンモニウムも
同様に使用することができる。
ほ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るた
めに、これに窒化ほう素あるし、はアルミナ粉末を混合
して使用することがよい。窒化ほう素を混合したほう素
原料のかわりに、酸化ほう素を不純物として含む粗製窒
化ほ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。
めに、これに窒化ほう素あるし、はアルミナ粉末を混合
して使用することがよい。窒化ほう素を混合したほう素
原料のかわりに、酸化ほう素を不純物として含む粗製窒
化ほ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。
黒鉛るつぼは加熱により酸化ほ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。ほう素原料を入れた黒鉛るつぼを黒鉛洋管状炉
に入れ、原料部を１２００〜２１００ｏｏ、好ましくは
１５００〜１９００℃に加熱する。
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。ほう素原料を入れた黒鉛るつぼを黒鉛洋管状炉
に入れ、原料部を１２００〜２１００ｏｏ、好ましくは
１５００〜１９００℃に加熱する。
温度がこれより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、あるいは高温部に六方晶窒化ほう素
が多く生成する等の欠点が生ずる。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。
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、あるいは高温部に六方晶窒化ほう素
が多く生成する等の欠点が生ずる。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。
シ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
ス等シアン化水素あるいはシアンを不純物として含む還
元性ガスをそのまま使用する方法、一酸化炭素とアンモ
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。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、原料加熱部の下流
約１２００ｑｏ附近のるつぼ外壁および発熱体の内壁に
、菱面体晶窒化ほう素として析出する。
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
ス等シアン化水素あるいはシアンを不純物として含む還
元性ガスをそのまま使用する方法、一酸化炭素とアンモ
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。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、原料加熱部の下流
約１２００ｑｏ附近のるつぼ外壁および発熱体の内壁に
、菱面体晶窒化ほう素として析出する。
析出形態は白色綿状であり、電子顕微鏡観察によりＣ軸
方向に伸長した太さ約１ム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、六方晶窒化ほ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ほ
う素が容易に得られ、また、得られた菱面体晶窒化ほう
素を衝撃加圧法による立方晶窒化ほう素の合成原料とし
て用いると、高収率で立方晶窒化ほう素が得られ、ゥル
ッ型窒化ほ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。
方向に伸長した太さ約１ム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、六方晶窒化ほ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ほ
う素が容易に得られ、また、得られた菱面体晶窒化ほう
素を衝撃加圧法による立方晶窒化ほう素の合成原料とし
て用いると、高収率で立方晶窒化ほう素が得られ、ゥル
ッ型窒化ほ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。黒鉛るつぼ１に約１０
％のＢ２０３を含む非晶質窒化ほう素２を入れ、この部
分を、電極５により黒鉛管状発熱体３を加熱して１５０
０ｏｏに加熱した。
％のＢ２０３を含む非晶質窒化ほう素２を入れ、この部
分を、電極５により黒鉛管状発熱体３を加熱して１５０
０ｏｏに加熱した。
炉内には予め約３％の水を含んだ窒素ガスを１５００ｏ
Ｃに加熱した炭素に通じて発生させたＮ２、Ｃ○、日２
、ＨＣＮを主成分とするガスを、ガス入口４から毎分約
３その割合で流し、ガス出口５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１５００℃に、るつぼ
からガス流の下流方向に向って３℃／肌の温度向配を保
って加熱すると、約２０分後、ガス流の下流約１２００
ｑｏのるつばの外壁および発熱体の内壁に、白色線状の
菱面体晶窒化ほう素６が生成した。
Ｃに加熱した炭素に通じて発生させたＮ２、Ｃ○、日２
、ＨＣＮを主成分とするガスを、ガス入口４から毎分約
３その割合で流し、ガス出口５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１５００℃に、るつぼ
からガス流の下流方向に向って３℃／肌の温度向配を保
って加熱すると、約２０分後、ガス流の下流約１２００
ｑｏのるつばの外壁および発熱体の内壁に、白色線状の
菱面体晶窒化ほう素６が生成した。
この菱面体晶窒化ほう素は電子顕微鏡によって観察した
ところ、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は頚山温ま
ど、９はカーボンブラックである。菱面体晶窒化ほう素
のＸ線回折図は第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。
ところ、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は頚山温ま
ど、９はカーボンブラックである。菱面体晶窒化ほう素
のＸ線回折図は第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り込み、黒鉛管状発熱体３および断
熱材のカーボンブラック９に吸湿させておき、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２び分後、白色線状の菱面体晶窒化ほう素が生成
した。実施例 ３ 第２図のたて型炉を用いた場合を示す。
熱材のカーボンブラック９に吸湿させておき、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２び分後、白色線状の菱面体晶窒化ほう素が生成
した。実施例 ３ 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。１の重量％の＆０３と９
０％の窒化ほう素との混合物２を黒鉛るつぼ１に入れて
放熱した。
０％の窒化ほう素との混合物２を黒鉛るつぼ１に入れて
放熱した。
この炉は黒鉛発熱体３を用いた高周波加熱炉であり、１
１はワ−クコィル、１川ま黒鉛パイプ、１２は石英管、
１３は炭素フェルトである。るつぼ１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１そ
の割合で流した。原料部を１５００℃に保ち、発熱体３
の内壁およびるつぼ１の外壁の温度を約１２００℃に保
つたところ、１２００こ○附近の領域に白色線状の菱面
体晶窒化ほう素が得られた。 ′各実施例に
よって得られた菱面体晶窒化ほう素を銅粉末と混合し、
衝撃加圧法により立方晶窒化ほう素の生成圧力城にさら
し、回収した試料を約１０％の硝酸水溶液で処理したと
ころ、銅が溶解除去され、沈殿物が得られた。
１はワ−クコィル、１川ま黒鉛パイプ、１２は石英管、
１３は炭素フェルトである。るつぼ１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１そ
の割合で流した。原料部を１５００℃に保ち、発熱体３
の内壁およびるつぼ１の外壁の温度を約１２００℃に保
つたところ、１２００こ○附近の領域に白色線状の菱面
体晶窒化ほう素が得られた。 ′各実施例に
よって得られた菱面体晶窒化ほう素を銅粉末と混合し、
衝撃加圧法により立方晶窒化ほう素の生成圧力城にさら
し、回収した試料を約１０％の硝酸水溶液で処理したと
ころ、銅が溶解除去され、沈殿物が得られた。
この沈殿物中には８０％以上の立方晶窒化ほう素が含ま
れていて、残りは禾転換の常圧相窒化ほう素であり、ウ
ルッ鉱型窒化ほう素は全く検出されなかった。従って、
立方晶窒化ほう素は童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。
れていて、残りは禾転換の常圧相窒化ほう素であり、ウ
ルッ鉱型窒化ほう素は全く検出されなかった。従って、
立方晶窒化ほう素は童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図のるつぼ１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１そ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３とほぼ同じ生成
状況で、菱面体晶窒化ほう素が得られた。
％を含む窒素ガスを毎分１そ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３とほぼ同じ生成
状況で、菱面体晶窒化ほう素が得られた。
【図面の簡単な説明】
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図はたて型高周波加熱炉の縦断面図、第３図は実施
例１により得られた菱面体晶室化ほう素の銅ＫＱ線によ
るＸ線回折図である。 １：黒鉛るつぼ、２：ほう素原料、３：黒鉛管状発熱体
、４：ガス導入口、５：ガス出口、６：菱面体晶窒化ほ
う素、７：側温まど、８：電極、９：カーボンブラック
、１０：黒鉛パイプ、１１：ワークコイル、１２：石英
管、１３：炭素フェルト。 第７図 第２図 繁る図
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図はたて型高周波加熱炉の縦断面図、第３図は実施
例１により得られた菱面体晶室化ほう素の銅ＫＱ線によ
るＸ線回折図である。 １：黒鉛るつぼ、２：ほう素原料、３：黒鉛管状発熱体
、４：ガス導入口、５：ガス出口、６：菱面体晶窒化ほ
う素、７：側温まど、８：電極、９：カーボンブラック
、１０：黒鉛パイプ、１１：ワークコイル、１２：石英
管、１３：炭素フェルト。 第７図 第２図 繁る図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酸化ほう素、ほう酸または加熱によって酸化ほう素
を生成する酸素を含むほう素化合物を、１２００〜２０
５０℃に加熱して酸化ほう素を気化させ、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
菱面体晶窒化ほう素の製造法。 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を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ほう素の製造
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 JPS5874511A (ja) | 1983-05-06 |
| JPS602244B2 true 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 |
| JPS5874511A (ja) | 1983-05-06 |
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