JPS6077110A - 立方晶窒化ほう素の合成方法 - Google Patents
立方晶窒化ほう素の合成方法Info
- Publication number
- JPS6077110A JPS6077110A JP18610283A JP18610283A JPS6077110A JP S6077110 A JPS6077110 A JP S6077110A JP 18610283 A JP18610283 A JP 18610283A JP 18610283 A JP18610283 A JP 18610283A JP S6077110 A JPS6077110 A JP S6077110A
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- Japan
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- cbn
- alkaline earth
- boron nitride
- earth metal
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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】
本発明は六方晶窒化＃氏う素よシ立方晶窒化はう紫を合
成する方法に関し、さらに詳しくは、不純な六方晶窒化
１１う素を用いて良質の立方晶９化はう素を合成する方
法に関する、 立方晶窒化にう累（以下ＣＢＮという）はダイヤモンド
類似型結晶構造を持つ高硬度物質である仁とけ知られて
いる。硬度の点ではダイヤモンドに劣るが、一方熱的、
化学的性質はダイヤモンドのそれよシ優れているので、
焼入鋼、特殊鋼、セラミック等の新しい研磨、切削材と
しての用途が開発されている。また適当な元素をその結
晶格子内にドープすることによＦ）、ＰｍＮ型両性半導
体の製造が可能で、その優れた熱伝導率を生かして電子
材料としての応用への期待も大きい。このような観点か
ら所望の粒径ならびに結晶形態をもつ高純度、高品質の
ＣＢＮの単結晶が要望されている。
成する方法に関し、さらに詳しくは、不純な六方晶窒化
１１う素を用いて良質の立方晶９化はう素を合成する方
法に関する、 立方晶窒化にう累（以下ＣＢＮという）はダイヤモンド
類似型結晶構造を持つ高硬度物質である仁とけ知られて
いる。硬度の点ではダイヤモンドに劣るが、一方熱的、
化学的性質はダイヤモンドのそれよシ優れているので、
焼入鋼、特殊鋼、セラミック等の新しい研磨、切削材と
しての用途が開発されている。また適当な元素をその結
晶格子内にドープすることによＦ）、ＰｍＮ型両性半導
体の製造が可能で、その優れた熱伝導率を生かして電子
材料としての応用への期待も大きい。このような観点か
ら所望の粒径ならびに結晶形態をもつ高純度、高品質の
ＣＢＮの単結晶が要望されている。
従来、立方晶窒化はう素は六方晶偵化はう素（以下ＨＢ
Ｎという）に触媒物質を用いて変換させる製造法が知ら
れている。
Ｎという）に触媒物質を用いて変換させる製造法が知ら
れている。
その触媒物質とし、てけ、元素周期律表における” ’
ｓ ＩＩ ａ ％族元素と、それらの窒化物あるいは
ンチモンの単体又は合金、尿素、アンモニウム墳等も知
られている。しかしなが呟前記の金属触媒を使用すると
、不安定はう化物、遊Ｎ＃Ｉ”ｉう素が副生され、イＵ
られるＣＢＮの結晶中に、敵う素が混入され結晶は黒色
、不透明で、その粒子強度も著しく小さくなる欠点があ
る。また窒化物を使用すると未反応ｑ化物が残留し、得
られるＣＢＮ結晶中にも精化物がとじ込められ、高品質
のものが得られなかった。
ｓ ＩＩ ａ ％族元素と、それらの窒化物あるいは
ンチモンの単体又は合金、尿素、アンモニウム墳等も知
られている。しかしなが呟前記の金属触媒を使用すると
、不安定はう化物、遊Ｎ＃Ｉ”ｉう素が副生され、イＵ
られるＣＢＮの結晶中に、敵う素が混入され結晶は黒色
、不透明で、その粒子強度も著しく小さくなる欠点があ
る。また窒化物を使用すると未反応ｑ化物が残留し、得
られるＣＢＮ結晶中にも精化物がとじ込められ、高品質
のものが得られなかった。
一方、尿素またはアンモニウム塩を使用すると、得られ
るＣＢＨの粒子径は０．／〜ａ！ルミ５ミクロンて小さ
いものしか得られず加えてこれらの触θ１＾で）ｉ Ｂ
ＮからＣＢＮへの変換する機構力”未た解明されず、
所望の結晶を？ｉ）る条件の設定が困難で、あった。
るＣＢＨの粒子径は０．／〜ａ！ルミ５ミクロンて小さ
いものしか得られず加えてこれらの触θ１＾で）ｉ Ｂ
ＮからＣＢＮへの変換する機構力”未た解明されず、
所望の結晶を？ｉ）る条件の設定が困難で、あった。
本発明名らは、さきに１ｉＢＮＫ触媒として窒化はう素
ストロンチウム（Ｓ、ｒｍＢ２Ｎ４）または窒化はう素
バリウム（Ｂａ３ＢｚＮ４）を添加することにより、反
応条件の温度、圧力領域の許′８範囲が広く、結晶粒１
３に長速度の制御が容易であり、そのため、大粒で高純
度良質のＣＢＮの厘結晶を容易に製造出来る方法を発明
した１、しかし上記方法は、原料の）Ｉ Ｂ Ｎの不純
物がやや多いと、これが結晶内に巻込まれ良質のＣＢＮ
が得られず ｌα料ＩＩＢＮとして高純度のものを必要
とする難点があった。
ストロンチウム（Ｓ、ｒｍＢ２Ｎ４）または窒化はう素
バリウム（Ｂａ３ＢｚＮ４）を添加することにより、反
応条件の温度、圧力領域の許′８範囲が広く、結晶粒１
３に長速度の制御が容易であり、そのため、大粒で高純
度良質のＣＢＮの厘結晶を容易に製造出来る方法を発明
した１、しかし上記方法は、原料の）Ｉ Ｂ Ｎの不純
物がやや多いと、これが結晶内に巻込まれ良質のＣＢＮ
が得られず ｌα料ＩＩＢＮとして高純度のものを必要
とする難点があった。
本発明者らは、上記の事情を考慮して、不純物を含有し
た）ｉ Ｂ Ｎを原料として良質のＣＢＮを合成する方
法について鋭意研究した結果、Ｌｉ１ｙ。
た）ｉ Ｂ Ｎを原料として良質のＣＢＮを合成する方
法について鋭意研究した結果、Ｌｉ１ｙ。
ＮａＨ，ＫＨ，Ｃａ１（２、Ｍ ｇ ）ｉ ２．５ｒＨ
２等のアルカリ金ｎ又はアルカリ土類金属の水素化物が
、原料ＨＢＮの含有不純物に対して浄化作用を有するこ
とを発見した。
２等のアルカリ金ｎ又はアルカリ土類金属の水素化物が
、原料ＨＢＮの含有不純物に対して浄化作用を有するこ
とを発見した。
本発明は上記の発見に基づいてなされたもので、その要
旨は、ＨＢＮよシ高温、高圧下でＣＢＮを合成する方法
において、触媒としてＸ ｓ Ｂ ２ Ｎ ４（但し又
はアルカリ土類金属）Ｋアルカリ金属又はアルカリ土類
金属の水素化物を添加したものを用いることを特徴とす
るＣＢＮの合成法にある。
旨は、ＨＢＮよシ高温、高圧下でＣＢＮを合成する方法
において、触媒としてＸ ｓ Ｂ ２ Ｎ ４（但し又
はアルカリ土類金属）Ｋアルカリ金属又はアルカリ土類
金属の水素化物を添加したものを用いることを特徴とす
るＣＢＮの合成法にある。
以下本発明の詳細な説明する。
本発明において剤ミ媒として使用するＸ３Ｂ２Ｎ４の製
法は、例えｄＸがＳｒの場合、金属ストロンチウム凍た
ｔｉＱ化ストストロンチウムＩ Ｂ Ｎとをストロンチ
ウム対ｌヨう素のモル比３：コの割合で混合し、Ｎ２気
流中で２ｊＯ〜７コＯθ℃で２時間以上加熱することに
よって得られる。その他のＸ３Ｂ ２ Ｎ ４もＳｒに
代えてｌｅｅ、Ｍｇ、 ＣＢ、Ｂａを用いることによっ
て同様にして得られる。
法は、例えｄＸがＳｒの場合、金属ストロンチウム凍た
ｔｉＱ化ストストロンチウムＩ Ｂ Ｎとをストロンチ
ウム対ｌヨう素のモル比３：コの割合で混合し、Ｎ２気
流中で２ｊＯ〜７コＯθ℃で２時間以上加熱することに
よって得られる。その他のＸ３Ｂ ２ Ｎ ４もＳｒに
代えてｌｅｅ、Ｍｇ、 ＣＢ、Ｂａを用いることによっ
て同様にして得られる。
本発明の方法によってＣＢＮを合成するには、Ｘ ３
Ｂ ２ Ｎ ４、ＨＢ Ｎ 、およびｊｉＨ，Ｎａｆ（
１ＫＨ１ＣａＨ２、Ｗｉｇｌ１２．５ｒ）ｔｚ等、アル
カリ金属またはアルカリ土類金属の水素化物の微粉末を
Ｊツ「定の割合で混合し、面圧ｌ！〜ユＯｔ／６ｄの圧
力によって圧粉成形して所定寸法の成形体とする。これ
をダイヤモンド合成に使用される周知の高圧高温反応器
に装填し、ＣＢＮ安定域である１７０〜＆０１（ｂａｒ
、／３００ Ｎ１６００℃に所定時間保持してＩｆ Ｂ
ＮをＣＢＮに変換せしめる７、或いは、ＩＩ Ｂ Ｎ
の粉末或いは、Ｘａ Ｂ ２Ｎ４１ｆｌＪ末にアルカリ
又Ｕアルカリ土類金属の水素化物の粉末を添加し、これ
らをそれぞれ薄円板状に圧粉成形し、上記成分が所定の
割合となるように上記薄板を積層しこ力を４５圧高温反
応器に装填してもよい。
Ｂ ２ Ｎ ４、ＨＢ Ｎ 、およびｊｉＨ，Ｎａｆ（
１ＫＨ１ＣａＨ２、Ｗｉｇｌ１２．５ｒ）ｔｚ等、アル
カリ金属またはアルカリ土類金属の水素化物の微粉末を
Ｊツ「定の割合で混合し、面圧ｌ！〜ユＯｔ／６ｄの圧
力によって圧粉成形して所定寸法の成形体とする。これ
をダイヤモンド合成に使用される周知の高圧高温反応器
に装填し、ＣＢＮ安定域である１７０〜＆０１（ｂａｒ
、／３００ Ｎ１６００℃に所定時間保持してＩｆ Ｂ
ＮをＣＢＮに変換せしめる７、或いは、ＩＩ Ｂ Ｎ
の粉末或いは、Ｘａ Ｂ ２Ｎ４１ｆｌＪ末にアルカリ
又Ｕアルカリ土類金属の水素化物の粉末を添加し、これ
らをそれぞれ薄円板状に圧粉成形し、上記成分が所定の
割合となるように上記薄板を積層しこ力を４５圧高温反
応器に装填してもよい。
寸たＨ Ｂ Ｎは上記Ｘ ａ Ｂ ２ Ｎ ４の合成の
際過剰に使用し、過剰分のＨＢ Ｎを含有せしめたもの
を使用してもよい。
際過剰に使用し、過剰分のＨＢ Ｎを含有せしめたもの
を使用してもよい。
上記触媒Ｘ３Ｂ２Ｎ４と原料ＩＩＢ Ｎの混合割合は、
Ｘ ａ Ｂ ２ Ｎ ４ ／ ＨＢ Ｎが！−４０重禁
チが好ましい。またアルカリ金属又はアルカリ土類金属
の水素化物性、水素化物／ＨＢＮｏｉ〜１０取景−の範
囲がよい。θ）重度チ以下では浄化作用の効果があまシ
なく１０重匁・チよシ多いとＣＢＮの収率が低下する。
Ｘ ａ Ｂ ２ Ｎ ４ ／ ＨＢ Ｎが！−４０重禁
チが好ましい。またアルカリ金属又はアルカリ土類金属
の水素化物性、水素化物／ＨＢＮｏｉ〜１０取景−の範
囲がよい。θ）重度チ以下では浄化作用の効果があまシ
なく１０重匁・チよシ多いとＣＢＮの収率が低下する。
次に実施例、比較例によシ本発明の作用効果を示す。
実施例１
不純物として酸素Ｑｊ重１１係、アルカリ、アルカリ土
類金属を除く金属不純物０．２重ｆチを含有するＨ Ｂ
Ｎと５ｒ３Ｂ２Ｎ４およびＮａＨをそれぞれｉｓｏメ
ツシュ以下の粒度に粉砕し、これらを重量比で、１０：
／：（１１！の割合で混合し、成形圧／ｊｔ／ｃｒｌで
コロ調ΦＸＪＪ調Ｈの圧粉成形体とした。これを高圧高
温反応装置に装填し、圧力ニｊＯＫｂａｒ、温度：／Ｉ
ｔ！θ℃の条件で７０分間処理し、ＣＢＮを合成した。
類金属を除く金属不純物０．２重ｆチを含有するＨ Ｂ
Ｎと５ｒ３Ｂ２Ｎ４およびＮａＨをそれぞれｉｓｏメ
ツシュ以下の粒度に粉砕し、これらを重量比で、１０：
／：（１１！の割合で混合し、成形圧／ｊｔ／ｃｒｌで
コロ調ΦＸＪＪ調Ｈの圧粉成形体とした。これを高圧高
温反応装置に装填し、圧力ニｊＯＫｂａｒ、温度：／Ｉ
ｔ！θ℃の条件で７０分間処理し、ＣＢＮを合成した。
生成し九〇ＢＮは＆１密で、透明性がよく、自形粒の良
ηなものてＣＨＮへの変換率ｊ−１ｔｕＪ％であった。
ηなものてＣＨＮへの変換率ｊ−１ｔｕＪ％であった。
実施例２
触媒として５ｒ２Ｂ２Ｎ４の代如にＢａ５ＢｘＮ４Ｎ＆
Ｈの代、ＱＫＣａＨ２を用い、ＨＢＮ ： ＢａａＢ二
Ｎ４：ＣａＨ２の重ｉｊＩ比を１０８１！：０．１とし
た外は、実施例１とＩＨｌじにしてＣＢＮを合成した生
成したＣＢＮは、実施例１と同様良質なものでＣＢＮへ
の変換率＃″ｔＪ７チであった。
Ｈの代、ＱＫＣａＨ２を用い、ＨＢＮ ： ＢａａＢ二
Ｎ４：ＣａＨ２の重ｉｊＩ比を１０８１！：０．１とし
た外は、実施例１とＩＨｌじにしてＣＢＮを合成した生
成したＣＢＮは、実施例１と同様良質なものでＣＢＮへ
の変換率＃″ｔＪ７チであった。
比較例Ｉ
Ｎ ａ Ｈを使用せずＨＢＮ：５ｒｓＢｚＮ４の重１丁
１比をｌθ：／とじ九九は、実施例１と同じにしてＣＢ
Ｎを合成した。生成したＣＢＮは、内部に、！ｉを有し
不透明で、強度が弱く、崩壊し易いものであった。また
、ＣＢＮへの変換率はぐ３チであった。
１比をｌθ：／とじ九九は、実施例１と同じにしてＣＢ
Ｎを合成した。生成したＣＢＮは、内部に、！ｉを有し
不透明で、強度が弱く、崩壊し易いものであった。また
、ＣＢＮへの変換率はぐ３チであった。
比較例２
（： ａ Ｈ２を使用せず、ＨＢＮ：ＢＩＬ３８２Ｎ４
０屯イ１比を１０７７３とした外は実施例２と同じ咋し
てＣＢＮを合成した。生成したｃＢＮＩ／ｉ、比較例１
七同様良質でなく、ＣＢＮへの変換率＃ｉ３ターであっ
た。
０屯イ１比を１０７７３とした外は実施例２と同じ咋し
てＣＢＮを合成した。生成したｃＢＮＩ／ｉ、比較例１
七同様良質でなく、ＣＢＮへの変換率＃ｉ３ターであっ
た。
比較例３
ＨＢＣ： ５ｒａＢ２Ｎ４：ＮａＨの重預比を１０ｇａ
ｙ：ｔコとした外は実施例１と同じようにしてＣＢＮを
合成した。生成し九〇ＢＮは良質なものであったがＣＢ
Ｎへの変換率は２１チであった。
ｙ：ｔコとした外は実施例１と同じようにしてＣＢＮを
合成した。生成し九〇ＢＮは良質なものであったがＣＢ
Ｎへの変換率は２１チであった。
以上のようにアルカリ金属或いはアルカリ土類金属の水
紫化物は原料１−Ｉ Ｂ Ｎ中の不純物を浄化するため
、多少不純物を含有するＩＩ Ｂ Ｎを用いても良質の
ＣＢＮを製造することが出来るので）ｌ Ｂ ＮのＣＢ
Ｎ原料としての選択の自由度が大幅に広くなシ、その経
済的効果は極めて大きい。
紫化物は原料１−Ｉ Ｂ Ｎ中の不純物を浄化するため
、多少不純物を含有するＩＩ Ｂ Ｎを用いても良質の
ＣＢＮを製造することが出来るので）ｌ Ｂ ＮのＣＢ
Ｎ原料としての選択の自由度が大幅に広くなシ、その経
済的効果は極めて大きい。
出願人 昭和電エゼ株式・会社−
Claims (1)
- 六方晶窒化＃牙う素よシ高温、高圧下で立方晶窒化はう
素を合成する方法において、触媒としてＸ３Ｂ２Ｎ４（
但しＸＦｉ、アルカリ土類金属）にアルカリ金属又はア
ルカリ土類金属の水素化物を添加したものを用いること
を特徴とする立方晶窒化はう素の合成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18610283A JPS6077110A (ja) | 1983-10-05 | 1983-10-05 | 立方晶窒化ほう素の合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18610283A JPS6077110A (ja) | 1983-10-05 | 1983-10-05 | 立方晶窒化ほう素の合成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6077110A true JPS6077110A (ja) | 1985-05-01 |
| JPH0593B2 JPH0593B2 (ja) | 1993-01-05 |
Family
ID=16182394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18610283A Granted JPS6077110A (ja) | 1983-10-05 | 1983-10-05 | 立方晶窒化ほう素の合成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6077110A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62108717A (ja) * | 1985-11-07 | 1987-05-20 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 立方晶窒化ほう素の製造方法 |
| KR20030052421A (ko) * | 2001-12-21 | 2003-06-27 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 조질압연기에서 스트립의 형상 측정 및 개선을 위한보조장치 |
| CN100337733C (zh) * | 2003-02-03 | 2007-09-19 | 昭和电工株式会社 | 由单晶氮化硼构成的立方晶氮化硼及其制造方法和应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56140013A (en) * | 1980-03-31 | 1981-11-02 | Showa Denko Kk | Synthesizing method for cubic system boron nitride |
| JPS56140014A (en) * | 1980-03-31 | 1981-11-02 | Showa Denko Kk | Synthesizing method for cubic system boron nitride |
| JPS5815012A (ja) * | 1981-07-22 | 1983-01-28 | Ishizuka Kenkyusho:Kk | 立方晶窒化硼素の製造法 |
-
1983
- 1983-10-05 JP JP18610283A patent/JPS6077110A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56140013A (en) * | 1980-03-31 | 1981-11-02 | Showa Denko Kk | Synthesizing method for cubic system boron nitride |
| JPS56140014A (en) * | 1980-03-31 | 1981-11-02 | Showa Denko Kk | Synthesizing method for cubic system boron nitride |
| JPS5815012A (ja) * | 1981-07-22 | 1983-01-28 | Ishizuka Kenkyusho:Kk | 立方晶窒化硼素の製造法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62108717A (ja) * | 1985-11-07 | 1987-05-20 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 立方晶窒化ほう素の製造方法 |
| KR20030052421A (ko) * | 2001-12-21 | 2003-06-27 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 조질압연기에서 스트립의 형상 측정 및 개선을 위한보조장치 |
| CN100337733C (zh) * | 2003-02-03 | 2007-09-19 | 昭和电工株式会社 | 由单晶氮化硼构成的立方晶氮化硼及其制造方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0593B2 (ja) | 1993-01-05 |
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