JPS6077111A - 窒化アルミニウム粉末の製造方法 - Google Patents
窒化アルミニウム粉末の製造方法Info
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- JPS6077111A JPS6077111A JP58184967A JP18496783A JPS6077111A JP S6077111 A JPS6077111 A JP S6077111A JP 58184967 A JP58184967 A JP 58184967A JP 18496783 A JP18496783 A JP 18496783A JP S6077111 A JPS6077111 A JP S6077111A
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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】
本発明は窒化アルミニウム粉末の製造方法忙関する。
窒化アルミニウム焼結体は高熱伝導性、高耐食性、高強
度等の優れた特性を有するため各糧高温材料として注目
されている。そして窒化アルミニウム焼結体の性状は専
ら、焼結体原料である窒化アルミニウム粉末に依存する
と言える。
度等の優れた特性を有するため各糧高温材料として注目
されている。そして窒化アルミニウム焼結体の性状は専
ら、焼結体原料である窒化アルミニウム粉末に依存する
と言える。
窒化アルミニウム粉末は従来穏々の方法で製造されて来
たが、焼結性がより良好なものの開発或いは焼結体に透
光性を与えるものの開発等が要求されている。
たが、焼結性がより良好なものの開発或いは焼結体に透
光性を与えるものの開発等が要求されている。
本発明者尋はか\る要求−を満すべく鋭意研究をして来
た。その結果、意外にも窒化アルミニウム粉末中に含ま
れる不純物を極端に減少さすことによってその焼結体に
透光性を付与することが出来るだけでなく焼結性を驚ろ
〈程良くすることが出来ることを見出した。
た。その結果、意外にも窒化アルミニウム粉末中に含ま
れる不純物を極端に減少さすことによってその焼結体に
透光性を付与することが出来るだけでなく焼結性を驚ろ
〈程良くすることが出来ることを見出した。
更に窒化アルミニウム粉末に含まれる不純物を減少さす
手段にっ込て研究を続け、本発明を完成させ提案するに
至った。
手段にっ込て研究を続け、本発明を完成させ提案するに
至った。
即ち、本発明は、
(1)純度99.0B景%以上で、平均粒子径が2μm
以下のアルミナ粉末と、 (11)灰分0.2重量%以下で、平均粒子径が1μm
以下のカーボン粉末、 の少くとも2成分を含む粉末を、該粉末が接M−する面
が高純度アルミナ、窒化アルミニウム及び合成樹脂から
なる群から選ばれた少くとも1Bの材質で6成された混
合装はを用い且つ液体分散媒体中で混合し、次いで該混
合物を窒素又はアンモニア雰囲気下に焼成し粗密化アル
ミニウム粉末を得て、更に該粗密化アルミニウムを0化
7囲気下に処理し未反応カーボンを除去することを特徴
とする窒化アルミニウム粉末の製造方法である。
以下のアルミナ粉末と、 (11)灰分0.2重量%以下で、平均粒子径が1μm
以下のカーボン粉末、 の少くとも2成分を含む粉末を、該粉末が接M−する面
が高純度アルミナ、窒化アルミニウム及び合成樹脂から
なる群から選ばれた少くとも1Bの材質で6成された混
合装はを用い且つ液体分散媒体中で混合し、次いで該混
合物を窒素又はアンモニア雰囲気下に焼成し粗密化アル
ミニウム粉末を得て、更に該粗密化アルミニウムを0化
7囲気下に処理し未反応カーボンを除去することを特徴
とする窒化アルミニウム粉末の製造方法である。
本発明の最大の特徴は窒化アルミニウム焼結体に透光性
を付与する窒化アルミニウム粉末を提供することである
。従来提案されている窒化アルミニウム粉末を用いても
透光性を有する焼結体は得ることが出来ず、窒化アルミ
ニウム焼結体に透光性を付与することが出来るとは考え
られていなかった。ところが本発明者尋の確認によれば
、高純度アルミナ及びカーボンを原料として用−1窒化
アルミニウム粉末の製造工程に於いて不可避的に混入し
ていた不純物の混入を防止し、しかも特定の条件例えば
液体分散媒体中で原料を混合すること忙より、焼結体に
透光性を付与することが出来る窒化アルミニウム粉末を
得ることが出来るのである。か\る知見は従来の窒化ア
ルミニウム粉末或いは窒化アルミニウム焼結体からは全
く予想も出来なlnQ異的な現象である。
を付与する窒化アルミニウム粉末を提供することである
。従来提案されている窒化アルミニウム粉末を用いても
透光性を有する焼結体は得ることが出来ず、窒化アルミ
ニウム焼結体に透光性を付与することが出来るとは考え
られていなかった。ところが本発明者尋の確認によれば
、高純度アルミナ及びカーボンを原料として用−1窒化
アルミニウム粉末の製造工程に於いて不可避的に混入し
ていた不純物の混入を防止し、しかも特定の条件例えば
液体分散媒体中で原料を混合すること忙より、焼結体に
透光性を付与することが出来る窒化アルミニウム粉末を
得ることが出来るのである。か\る知見は従来の窒化ア
ルミニウム粉末或いは窒化アルミニウム焼結体からは全
く予想も出来なlnQ異的な現象である。
以下本発明の詳細な説明する。
従来公知の、アルミナとカーボンとを窒素又はアンモニ
ア雰囲気下に加熱する、いわゆるアルミナ還元法は1文
μm以下の粒径の窒化アルミニウム粉末を得ようとすれ
ば粉砕工程の実施を回避することが出来ず、また未反応
アルミナ含有量を極端に減少させることも出来なかった
。
ア雰囲気下に加熱する、いわゆるアルミナ還元法は1文
μm以下の粒径の窒化アルミニウム粉末を得ようとすれ
ば粉砕工程の実施を回避することが出来ず、また未反応
アルミナ含有量を極端に減少させることも出来なかった
。
本発明の方法によればI!X斜を焼成して得られる窒化
アルミニウムを粉砕する工程の実施を避けることができ
る。粉砕工程の実施を避けることによって粉砕工程で混
入する不純物成分を除去出来るし、のみならず窒化アル
ミニウムの表面が粉砕中に0化されて■ネ含有景が増加
することを防ぐことも出来る。窒化アルミニウムの粉砕
工程を省くメリットは以外にも極めて大き込。上記粉砕
工程を省いてしかも良好な性状の窒化アルミニウムを得
るには、前記製造工程に於けるアルミナ倣粉末とカーボ
ン敬粉末の混合を液体分散媒体中で行う所謂湿式混合方
式を採用することが肝要である。湿式混合方式によれば
、原料相互の混合を緊密忙実施出来るだけでな(、意外
にも原料粒子が凄朶して粗大化する傾向を防ぐことが出
来る。得られた緊密混合物は焼成により結果的に細粒子
で且つ粒子がそろった窒化アルミニウムを与える。しか
も本発明方法によれば前記したように粉砕工程などで混
入する不純物成分を完全に防ぐことが出来、また窒化ア
ルミニウム表面の酸化防止が出来るので、従来方法に比
べれげ貌結性にすぐれ、且つ高純度で透光性を備えた燃
結体を与えることができる、すぐれた性状の窒化アルミ
ニウム粉末を製造することができる。
アルミニウムを粉砕する工程の実施を避けることができ
る。粉砕工程の実施を避けることによって粉砕工程で混
入する不純物成分を除去出来るし、のみならず窒化アル
ミニウムの表面が粉砕中に0化されて■ネ含有景が増加
することを防ぐことも出来る。窒化アルミニウムの粉砕
工程を省くメリットは以外にも極めて大き込。上記粉砕
工程を省いてしかも良好な性状の窒化アルミニウムを得
るには、前記製造工程に於けるアルミナ倣粉末とカーボ
ン敬粉末の混合を液体分散媒体中で行う所謂湿式混合方
式を採用することが肝要である。湿式混合方式によれば
、原料相互の混合を緊密忙実施出来るだけでな(、意外
にも原料粒子が凄朶して粗大化する傾向を防ぐことが出
来る。得られた緊密混合物は焼成により結果的に細粒子
で且つ粒子がそろった窒化アルミニウムを与える。しか
も本発明方法によれば前記したように粉砕工程などで混
入する不純物成分を完全に防ぐことが出来、また窒化ア
ルミニウム表面の酸化防止が出来るので、従来方法に比
べれげ貌結性にすぐれ、且つ高純度で透光性を備えた燃
結体を与えることができる、すぐれた性状の窒化アルミ
ニウム粉末を製造することができる。
前記湿式混合で使用することができる液体媒体は特に限
定されず湿式混合方式として公知のものが使用出来る。
定されず湿式混合方式として公知のものが使用出来る。
一般忙工秦的には水。
炭1化水力、脂肪族アルコール、又はこれらの混合物等
が好適に採用される。炭化水素は例エハリダロイン2石
油エーテル、ヘキサン。
が好適に採用される。炭化水素は例エハリダロイン2石
油エーテル、ヘキサン。
ベンゼン、トルエン等であり、脂肪族アルコールは例工
ばメタノール、エタノール、インプロパツール等である
。
ばメタノール、エタノール、インプロパツール等である
。
また上記湿式混合は窒化アルミニウム忙、焼成したのち
にも残存する不純物成分の混入を避けることが出来る材
質の装量中で実施することが必要である。一般に該湿式
混合は常温、常圧下で実施することができ、温度及び圧
力によって悪影咎をうけることはない。iた混合層0と
しては材質から焼成後においても残存する不純物成分を
生じなりものを辺ぶ限り公知の芸口1手段を採用しうる
。例えば混合装置として球状物又は棒状物を内ぶしたミ
ルを使用するのが一般的であるが、ミルの内壁、球状物
又は棒状物等の材質は、得られる窒化アルミニウム中に
焼成後に訃いても残存する不純物成分が混入するのを避
けるために、窒化アルミニウム自身あるいは高純度アル
ミナ例えば99.9重量%以上とするのがよい。また混
合装但の原料と接する而を全て合成樹脂別とするか合成
樹脂でコーティングとすることも好適な手段である。該
合成樹脂としては焼成温度で焼失する限り特に限定され
ず例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポ
リエステル、ポリウレタン停が使用出来る。この場合、
合成樹脂中には安定剤としてD々の全屈成分を含む場合
があるので、予めチェックして使用するようにすべきで
ある。
にも残存する不純物成分の混入を避けることが出来る材
質の装量中で実施することが必要である。一般に該湿式
混合は常温、常圧下で実施することができ、温度及び圧
力によって悪影咎をうけることはない。iた混合層0と
しては材質から焼成後においても残存する不純物成分を
生じなりものを辺ぶ限り公知の芸口1手段を採用しうる
。例えば混合装置として球状物又は棒状物を内ぶしたミ
ルを使用するのが一般的であるが、ミルの内壁、球状物
又は棒状物等の材質は、得られる窒化アルミニウム中に
焼成後に訃いても残存する不純物成分が混入するのを避
けるために、窒化アルミニウム自身あるいは高純度アル
ミナ例えば99.9重量%以上とするのがよい。また混
合装但の原料と接する而を全て合成樹脂別とするか合成
樹脂でコーティングとすることも好適な手段である。該
合成樹脂としては焼成温度で焼失する限り特に限定され
ず例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポ
リエステル、ポリウレタン停が使用出来る。この場合、
合成樹脂中には安定剤としてD々の全屈成分を含む場合
があるので、予めチェックして使用するようにすべきで
ある。
また本発明方法では、その製造工程で粉砕1稈を省き且
つ惇結性のよい平均粒子径が2μm以下で且つ高純度の
窒化アルミニウム徽粉末を得るために、アルミナとカー
ボンは特定の性状のものを使用するのが肝要である。
つ惇結性のよい平均粒子径が2μm以下で且つ高純度の
窒化アルミニウム徽粉末を得るために、アルミナとカー
ボンは特定の性状のものを使用するのが肝要である。
アルミナ数粉末としては平均粒子径が2μm以下のご粉
末のものを用いる必要があり、好ましくは少くとも99
.0重量%、より好ましくは少(とも99.9重量%の
純度のものが用いられる。カーボン微粉末は灰分の含有
分が最大0,2へ〇%、好ましくは最大0.1重量%の
純度のものとして用いる必要がある。tた該カーボンの
平均粒子径は得られる窒化アルミニウムの粒子径に影響
を与えるので、平均粒子径が1μm以下の倣粒子として
用いる必要がある。該カーボンとしては、カーボンブラ
ンク、怨鉛化カーボンブラック的か使用されうるが一般
にはカーボンブラックが好まし込。
末のものを用いる必要があり、好ましくは少くとも99
.0重量%、より好ましくは少(とも99.9重量%の
純度のものが用いられる。カーボン微粉末は灰分の含有
分が最大0,2へ〇%、好ましくは最大0.1重量%の
純度のものとして用いる必要がある。tた該カーボンの
平均粒子径は得られる窒化アルミニウムの粒子径に影響
を与えるので、平均粒子径が1μm以下の倣粒子として
用いる必要がある。該カーボンとしては、カーボンブラ
ンク、怨鉛化カーボンブラック的か使用されうるが一般
にはカーボンブラックが好まし込。
前記アルミナとカーボンの原料使用割合は、アルミナお
よびカーボンの純度および粒子径尊の性状によって異な
るので、予め予備テストを行い決定するとよい。造営は
アルミナとカーボンとをアルミナ対カーボンの重f&で
1 : D−36〜1:1.好ましくは1:0.4〜1
:1の範囲で湿式混合すればよい。該湿式混合されたi
斜は必要により乾燥を経て、窒素又はアンモニア雰囲気
下に例えば1400〜17001:の温度で焼成する。
よびカーボンの純度および粒子径尊の性状によって異な
るので、予め予備テストを行い決定するとよい。造営は
アルミナとカーボンとをアルミナ対カーボンの重f&で
1 : D−36〜1:1.好ましくは1:0.4〜1
:1の範囲で湿式混合すればよい。該湿式混合されたi
斜は必要により乾燥を経て、窒素又はアンモニア雰囲気
下に例えば1400〜17001:の温度で焼成する。
該焼成する温度が上記温度より低い娼合は1秦的に十分
な還元窒素化反応が進行しない傾向があり、また該焼成
温度が前記温度より高くなると得られる窒化アルミニウ
ムの一部が焼結を起し、粒子間の凝偽が起るため目的の
粒子径の窒化了ルミニウムが得られΩくなる傾向がある
ので予め該焼成温度は他の祭住に応じて決定するのがよ
い。
な還元窒素化反応が進行しない傾向があり、また該焼成
温度が前記温度より高くなると得られる窒化アルミニウ
ムの一部が焼結を起し、粒子間の凝偽が起るため目的の
粒子径の窒化了ルミニウムが得られΩくなる傾向がある
ので予め該焼成温度は他の祭住に応じて決定するのがよ
い。
焼成により得られた狙窒化アルミニウム扮末は、本発明
忙よれば次いで0岩を含む芽囲気下で例えば(SOD〜
900Cの温度で加g5処理され、該粗窒化アルミニウ
ム粉末に含まれる未反応のカーボンを0化して除去にす
る工程に付される。
忙よれば次いで0岩を含む芽囲気下で例えば(SOD〜
900Cの温度で加g5処理され、該粗窒化アルミニウ
ム粉末に含まれる未反応のカーボンを0化して除去にす
る工程に付される。
か(して本発明によれば、AtN含景が少くとも94重
景%であり、結合酸岩含量が最大3M景%であり、不純
物含量が最大0.5M景X(金貨として)である、平均
粒子径2μm以下の高純度官化アルミニウム微粉末が提
供される。
景%であり、結合酸岩含量が最大3M景%であり、不純
物含量が最大0.5M景X(金貨として)である、平均
粒子径2μm以下の高純度官化アルミニウム微粉末が提
供される。
本発明の高純度窒化アルミニウム数粉末はA4N含量が
少くとも947nff%のものを得ることが出来る。9
i(A4N含量が少くとも97重景%である窒化アルミ
ニウム微粉末は特に透光性の良好な貌結体を与える。
少くとも947nff%のものを得ることが出来る。9
i(A4N含量が少くとも97重景%である窒化アルミ
ニウム微粉末は特に透光性の良好な貌結体を与える。
本発明の窒化アルミニウム伝粉末は結合θ索含景が最大
3重汀%であり、不純物含量が最大0.5 MJ’tc
(金言として)のものを得ることが出来る。該結合ヒ
岩は不純物として混入する金属と結合した形態或いはり
化アルミニウムの形態で存在するものと信じられる。
3重汀%であり、不純物含量が最大0.5 MJ’tc
(金言として)のものを得ることが出来る。該結合ヒ
岩は不純物として混入する金属と結合した形態或いはり
化アルミニウムの形態で存在するものと信じられる。
結合も?素含量および不純物含量は窒化アルミニウムの
焼結性と得られる焼結性の透光性に大きく影響する。結
合の岩含量は好ましくは1.5重景%であり、不純物含
量は好ましくけ最大0.3重量%(金言として)のがよ
い。
焼結性と得られる焼結性の透光性に大きく影響する。結
合の岩含量は好ましくは1.5重景%であり、不純物含
量は好ましくけ最大0.3重量%(金言として)のがよ
い。
不純物としての金言化合物は、例えば窒化アルミニウム
の與造原料であるアルミナおよびカーボンに含有される
不純物、與造工程中に溶婬、混合装置あるいは配g尋か
ら混入する可能性がある。かかる不純物は、例えば炭n
、 珪SA、マンガン、鉄、クロム、ニッケル。
の與造原料であるアルミナおよびカーボンに含有される
不純物、與造工程中に溶婬、混合装置あるいは配g尋か
ら混入する可能性がある。かかる不純物は、例えば炭n
、 珪SA、マンガン、鉄、クロム、ニッケル。
コバルト、句、亜鉛又はチタン等の金言化合物である。
本発明の窒化アルミニウム徽粉末は特に好ましくは上記
の如き金言化合物を最大0.1重(1%(金言として)
含有するものが好ましい。
の如き金言化合物を最大0.1重(1%(金言として)
含有するものが好ましい。
これらの不純物のうち、未反応のアルミナ。
カーボン或いは窒化アルミニウムの表面が酸化されて0
化アルミニウムに変化したもの等は本発明の窒化アルミ
ニウムの性状を、極端に悉化させるものではなく、例え
ばアルミナ。
化アルミニウムに変化したもの等は本発明の窒化アルミ
ニウムの性状を、極端に悉化させるものではなく、例え
ばアルミナ。
カーボン、シリカ醇の面イオン不純物が0.3〜0.5
重量%程度存在しても、常圧焼結性。
重量%程度存在しても、常圧焼結性。
焼結体の透光性Cにはそれ程極端に悪い影響を与えない
。
。
一方、不純物としての鉄、クロム、ニッケル、コバルト
、錦、及びチタンの各成分は窒化アルミニウムの焼結体
の透光性に悪影響を与えるので、これらの成分の混入を
出来るだけ減少させるのがよい。
、錦、及びチタンの各成分は窒化アルミニウムの焼結体
の透光性に悪影響を与えるので、これらの成分の混入を
出来るだけ減少させるのがよい。
それ故、窒化アルミニウム焼結体に十分な透光性を与え
るためには、本発明の窒化アルミニウム数粉末は鉄、ク
ロム、ニッケル、コバルト、例及びチタンを合計量で0
.1重量%以下でしか含有しないものが好ましい。
るためには、本発明の窒化アルミニウム数粉末は鉄、ク
ロム、ニッケル、コバルト、例及びチタンを合計量で0
.1重量%以下でしか含有しないものが好ましい。
本発明の窒化アルミニウム徽粉末は、平均粒子径が2μ
m以下のものが得られる。平均粒子径がこれより大きい
と焼結性が低下する傾向が大きくなる。本発明の窒化ア
ルミニウム截扮末は好ましくは平均粒子径が2μm以下
で且つ粒径3μm以下の粒子を70容量%以上の割合で
含有するものとするのが好ましい。
m以下のものが得られる。平均粒子径がこれより大きい
と焼結性が低下する傾向が大きくなる。本発明の窒化ア
ルミニウム截扮末は好ましくは平均粒子径が2μm以下
で且つ粒径3μm以下の粒子を70容量%以上の割合で
含有するものとするのが好ましい。
本発明の窒化アルミニウムは上記の如く極めて高純度で
あり、例えば結合0素含介は好ましくは最大1.5重量
%である。従来、結合a索含介が2重量%より少ない窒
化アルミニウム数粉末は焼結性が充分でな(、良好な焼
結性を得るためには結合り素含介が少くとも2重量に必
要であると信じられていた技術水孕を考・慮すると、本
発明の高密度窒化アルミニウムご粉末が優れた焼結性を
示すことは真に意外なことである。
あり、例えば結合0素含介は好ましくは最大1.5重量
%である。従来、結合a索含介が2重量%より少ない窒
化アルミニウム数粉末は焼結性が充分でな(、良好な焼
結性を得るためには結合り素含介が少くとも2重量に必
要であると信じられていた技術水孕を考・慮すると、本
発明の高密度窒化アルミニウムご粉末が優れた焼結性を
示すことは真に意外なことである。
本発明の高純度窒化アルミニウムgLD末から高純度且
つ高密度の窒化アルミニウム焼結体が提供される。その
ような窒化アルミニウム焼結体は、本発明の高純度窒化
アルミニウム截粉末を成形し、得られた成形体を170
0〜2100Cの温度で不活性雰囲気下で焼結し、かく
して密化アルミニウム含量が少くとも944重量であり
、結合酸素の含量が最大1.5重景%であり、不純物と
しての金言化合物の含量が金言として最大0.5重量%
であり且つ密度が少くとも2.99/fflである本発
明の窒化アルミニウム焼結体を生成せしめることによっ
て射造される。
つ高密度の窒化アルミニウム焼結体が提供される。その
ような窒化アルミニウム焼結体は、本発明の高純度窒化
アルミニウム截粉末を成形し、得られた成形体を170
0〜2100Cの温度で不活性雰囲気下で焼結し、かく
して密化アルミニウム含量が少くとも944重量であり
、結合酸素の含量が最大1.5重景%であり、不純物と
しての金言化合物の含量が金言として最大0.5重量%
であり且つ密度が少くとも2.99/fflである本発
明の窒化アルミニウム焼結体を生成せしめることによっ
て射造される。
また、上記の高密度且つ高純度窒化アルミニウム焼結体
は、焼結助剤を存在せしめて焼結を実施する方法忙よっ
て製造することも好適な手段である。
は、焼結助剤を存在せしめて焼結を実施する方法忙よっ
て製造することも好適な手段である。
かかる方法は、例えば、Be 、)l(5’ I Ca
eSr lDa等のアルカリ土類金Fi : La
* Ce 。
eSr lDa等のアルカリ土類金Fi : La
* Ce 。
Pr、Nd、Pm、8m、Eu、G4.Tb、Dy。
Ha * Hr ) Tm r Yb + Lu ラン
タン族金属オよびイツトリウムより成る群から選らげれ
る少くとも1郡の金言の単体又はその化合物の含量が最
高原子価の0化物として0.02〜5.0mfr%であ
り且つ前記窒化アルミニウム倣粉末を成形し、得られた
成形体を例えば1600〜2100℃の温度で不活性#
囲気下で箇結し、かぐして密度が少(ともう、0f10
I!であり且つ透光性を有する窒化了ルミニウム焼結体
を生成せしめることによって実施され′る。
タン族金属オよびイツトリウムより成る群から選らげれ
る少くとも1郡の金言の単体又はその化合物の含量が最
高原子価の0化物として0.02〜5.0mfr%であ
り且つ前記窒化アルミニウム倣粉末を成形し、得られた
成形体を例えば1600〜2100℃の温度で不活性#
囲気下で箇結し、かぐして密度が少(ともう、0f10
I!であり且つ透光性を有する窒化了ルミニウム焼結体
を生成せしめることによって実施され′る。
本発明によれば前記焼結助剤は前記本発明の原料である
アルミナ及びカーボンと一諸に混合して使用することが
出来る。このように焼結助剤を原料と混合して得られる
窒化アルミニウム粉末を銃結するときも徒述する焼結助
剤と窒化アルミニウム0末との混合物を焼結するときと
同じ貌結※件で焼結出来る。前記焼結助剤のうち砦に1
票的にしかも焼結体に透光性を付与するものを具体的忙
例示すれハ、カルシウム(Ca) 、ストロンチウム(
Sr1゜バリウム(Ba)、ランタン(La)、ネオジ
ム(Nd)、セリウム(Ce) 、イツトリウム(y)
6である。
アルミナ及びカーボンと一諸に混合して使用することが
出来る。このように焼結助剤を原料と混合して得られる
窒化アルミニウム粉末を銃結するときも徒述する焼結助
剤と窒化アルミニウム0末との混合物を焼結するときと
同じ貌結※件で焼結出来る。前記焼結助剤のうち砦に1
票的にしかも焼結体に透光性を付与するものを具体的忙
例示すれハ、カルシウム(Ca) 、ストロンチウム(
Sr1゜バリウム(Ba)、ランタン(La)、ネオジ
ム(Nd)、セリウム(Ce) 、イツトリウム(y)
6である。
前記焼結はいわゆるホットプレス焼結および常圧焼結の
いずれ釦よって行うことも出来る。ホットプレス焼結に
際しては加圧モールドの強度が限界圧力となり通常は3
50Kp/d以下の圧力が遇ばれる。1朶的には一般に
少くとも20Ky/cr!1、好ましくは50−300
にり/cr11の圧力が採用される。
いずれ釦よって行うことも出来る。ホットプレス焼結に
際しては加圧モールドの強度が限界圧力となり通常は3
50Kp/d以下の圧力が遇ばれる。1朶的には一般に
少くとも20Ky/cr!1、好ましくは50−300
にり/cr11の圧力が採用される。
常圧焼結は筒結時に成形体に機械的圧力を何んら加えな
りで、焼結を実質的に非加圧下で実施される。常圧焼結
により焼結を行う場合には、生の成形体は少くとも20
0Kf/dの加圧下、好ましくは500〜2000Kr
/−の加圧下で成形される。焼結は不活性雰囲気、特に
非酸化性の雰囲気、例えば窒素等の雰囲気の下で実施さ
れる。
りで、焼結を実質的に非加圧下で実施される。常圧焼結
により焼結を行う場合には、生の成形体は少くとも20
0Kf/dの加圧下、好ましくは500〜2000Kr
/−の加圧下で成形される。焼結は不活性雰囲気、特に
非酸化性の雰囲気、例えば窒素等の雰囲気の下で実施さ
れる。
焼結温度社、焼結助剤を用いない方法では一般に170
0〜2100C,好ましぐは1800〜2000℃であ
り、焼結助剤を用いる第2の方法ではより低温において
も焼結が可能となり、1600〜2100C,好ましく
は1650〜20oO℃である。
0〜2100C,好ましぐは1800〜2000℃であ
り、焼結助剤を用いる第2の方法ではより低温において
も焼結が可能となり、1600〜2100C,好ましく
は1650〜20oO℃である。
本発明の留化アルミニウム粉末は透光性を有する窒化ア
ルミニウム焼結体の原料となる他に例えばサイアロン(
Sia]、on )系材料の原料として好適に使用され
、α−8ialon 、β−5ialon 、 A A
Nポリタイプ(poxytypes ’)のiPFとし
て従来のAtNを用いては達成できなかった高純度で特
性の優れたサイアロン化合物を与える。また透光性材料
であるβ−8ialon r AZ20 s −A Z
Nスピネル(5pinel )。
ルミニウム焼結体の原料となる他に例えばサイアロン(
Sia]、on )系材料の原料として好適に使用され
、α−8ialon 、β−5ialon 、 A A
Nポリタイプ(poxytypes ’)のiPFとし
て従来のAtNを用いては達成できなかった高純度で特
性の優れたサイアロン化合物を与える。また透光性材料
であるβ−8ialon r AZ20 s −A Z
Nスピネル(5pinel )。
シリコンオキシナイトライドガラス(Flili−co
noxynitriae grass )の原料として
その透うC性の改良に寄与する。また本発明の窒化アル
ミニウム粉末は分散性の良い均一な微粉末であるため、
例えば炭化ケイ累などの各わセラミックスへの添加助剤
として、あるいはシリコーンゴム等のポリマーとの複合
体用粉末として効果的な作用を有する。
noxynitriae grass )の原料として
その透うC性の改良に寄与する。また本発明の窒化アル
ミニウム粉末は分散性の良い均一な微粉末であるため、
例えば炭化ケイ累などの各わセラミックスへの添加助剤
として、あるいはシリコーンゴム等のポリマーとの複合
体用粉末として効果的な作用を有する。
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが本発明は
これらの実施例に限定されるものではf!、bo なお、以下の実施例および比較例で用いた各口の分析法
又は分析鼓直は以下のものである。
これらの実施例に限定されるものではf!、bo なお、以下の実施例および比較例で用いた各口の分析法
又は分析鼓直は以下のものである。
Dイオン分析: プラズマ発光分光装は(第二精工社製
ICP−AEEl) 炭素分析 : 金門中炭紫分析装置(堀場製作所製EM
IA−3200’) 酸素分析 : 金属中0岩分析装置(堀場製作所調gM
c)A−1300) 窒素分析 :r31解分離中和滴定法 x5回折装ユニ 日本電子 JRX−12’VB走査型
電子顛数値二 日本電子JSM−T200比表面債測定
装位: BET法 平均粒子径および粒度分布瀘II定冊:堀場眉作所CA
PA−500 熱気23率測定装ロー 理学′r1機 レーザー決然定
数測定装置PS −7 光透過本測定装置: 日立製作所製 自記分光光度計 630型 赤外分光光度計260−30型 また、焼結体の光透泗*は次の式で訂出した。
ICP−AEEl) 炭素分析 : 金門中炭紫分析装置(堀場製作所製EM
IA−3200’) 酸素分析 : 金属中0岩分析装置(堀場製作所調gM
c)A−1300) 窒素分析 :r31解分離中和滴定法 x5回折装ユニ 日本電子 JRX−12’VB走査型
電子顛数値二 日本電子JSM−T200比表面債測定
装位: BET法 平均粒子径および粒度分布瀘II定冊:堀場眉作所CA
PA−500 熱気23率測定装ロー 理学′r1機 レーザー決然定
数測定装置PS −7 光透過本測定装置: 日立製作所製 自記分光光度計 630型 赤外分光光度計260−30型 また、焼結体の光透泗*は次の式で訂出した。
ここで工0は入射光の強さ、工は透通光の強さ、Rは反
射力、tは焼結体の厚み、μはα収係数である。Rは焼
結体の屈折車によって決まるもので屈折*をnとすれば
空気中の測定ではRは次式で表わされる。
射力、tは焼結体の厚み、μはα収係数である。Rは焼
結体の屈折車によって決まるもので屈折*をnとすれば
空気中の測定ではRは次式で表わされる。
(1)式中のμが焼結体の透光性を表わす指標となるも
ので、後述の実施例において示したμの値は(1)式に
従って計ユした。
ので、後述の実施例において示したμの値は(1)式に
従って計ユした。
実ハ例 1
純度99.99%(不純物分析値を表1に示す)で平均
粒子径が0.52μmで3μm以下の粒子の割合が95
vot%のアルミナ20?と、灰分0.08wt%で
平均粒子径が0.45μmのカーボンブラック10fと
を、ナイロン製ポットとナイロンコーティングしたボー
ルを用い、エタノールを分散媒体として均一にボールミ
ル混合した。得られた混合物を乾以後、高純度ハ鉛測平
皿に入れ、電気炉内に窒零ガスを3t/minで連続的
妊供給しながら1600℃の温度で6時間m熟した。得
られた反応混合物を空気中で750℃の温度で4時間加
熱し、未反応のカーボンを酸化除去した。得られた白色
の粉末はx5回折分析の結果、単相のAtNでありAt
20S の回折ピークは無かった。また該粉末の平均粒
子径は1.61μmであり、3μm以下が90容量%を
占めた。走査現電子顕倣鏡による観察ではこの粉末は平
均0.7μms度の均一な粒子であった。また比表面坊
の測定値は4.0i/fであった。この;;)末の分析
値を表2に示す。
粒子径が0.52μmで3μm以下の粒子の割合が95
vot%のアルミナ20?と、灰分0.08wt%で
平均粒子径が0.45μmのカーボンブラック10fと
を、ナイロン製ポットとナイロンコーティングしたボー
ルを用い、エタノールを分散媒体として均一にボールミ
ル混合した。得られた混合物を乾以後、高純度ハ鉛測平
皿に入れ、電気炉内に窒零ガスを3t/minで連続的
妊供給しながら1600℃の温度で6時間m熟した。得
られた反応混合物を空気中で750℃の温度で4時間加
熱し、未反応のカーボンを酸化除去した。得られた白色
の粉末はx5回折分析の結果、単相のAtNでありAt
20S の回折ピークは無かった。また該粉末の平均粒
子径は1.61μmであり、3μm以下が90容量%を
占めた。走査現電子顕倣鏡による観察ではこの粉末は平
均0.7μms度の均一な粒子であった。また比表面坊
の測定値は4.0i/fであった。この;;)末の分析
値を表2に示す。
表 I At20s粉末分析値
A420.含有分 99.99%
表 2 A4N粉末分析値
At)夏含有量 97.8 X
上記と同様な方法で得られた窒化アルミニウム粉末1.
Ofを直径20口のBN(窒化ホウネ)でコーティング
した黒鉛ダイスに入れ高周波誘尋加β炉を用い1気圧の
窒6ガス中100に2/cdの圧力下で、2000℃の
温度で2時間ホットプレスした。得られた焼結体はやや
黄味を帯びたち密な半透明体であった。
Ofを直径20口のBN(窒化ホウネ)でコーティング
した黒鉛ダイスに入れ高周波誘尋加β炉を用い1気圧の
窒6ガス中100に2/cdの圧力下で、2000℃の
温度で2時間ホットプレスした。得られた焼結体はやや
黄味を帯びたち密な半透明体であった。
この焼結体の密度は3.26 f /aAであり、又x
5回折分析によれば単相のA4Nであった。
5回折分析によれば単相のA4Nであった。
この焼結体の分析値を表3に示す。この焼結体のπS伝
0臨は67W/m−にであり、またこの焼結体を厚さ0
.5−に加工研摩したものの光処遇*は6μmの波長に
対して1691;(α収係数μ=34z’)であった。
0臨は67W/m−にであり、またこの焼結体を厚さ0
.5−に加工研摩したものの光処遇*は6μmの波長に
対して1691;(α収係数μ=34z’)であった。
また上記ト同条件でホットプレスした直径403− J
’i’さ約3cnの置版から切り出した約2.s X
3 X65−の角柱状試料の5点曲げ強度をクロスヘッ
ドスピード0.5門/min lスパン30量。
’i’さ約3cnの置版から切り出した約2.s X
3 X65−の角柱状試料の5点曲げ強度をクロスヘッ
ドスピード0.5門/min lスパン30量。
1200℃の桑件で測定した結果平均41.5にり/−
であった。
であった。
表 3 kLN焼結体分析値
AtN含有量 98.1 wt9(
実施例 2
実施例1で用いたものと同じアルミナ207とカーボン
8gをポリエチレン與ポットとボールを用り水を分散歳
体として用いた以外は実施例1と同機に均一に混合した
。得られた混合物を乾Ω後、高純度黒鉛製平皿に入れ炉
内に留公ガスを3t/minで連続的に供給しながら1
550℃の温度で6時間加「)シた。
8gをポリエチレン與ポットとボールを用り水を分散歳
体として用いた以外は実施例1と同機に均一に混合した
。得られた混合物を乾Ω後、高純度黒鉛製平皿に入れ炉
内に留公ガスを3t/minで連続的に供給しながら1
550℃の温度で6時間加「)シた。
得られた反応混合物を空気中で800℃の温度で4時間
加熱し未反応のカーボンを除去した。得られた粉末のA
tN含有量は95.8W 1r 9にで0誉含有量は2
.1wtXであった。
加熱し未反応のカーボンを除去した。得られた粉末のA
tN含有量は95.8W 1r 9にで0誉含有量は2
.1wtXであった。
また該A4N粉末の陽イオン不純物量は実施例1の表2
に示したものとほぼ同レベルであった。またこの粉末の
平均粒子径は1.22μで、3μm以下が92容景%を
古めた。
に示したものとほぼ同レベルであった。またこの粉末の
平均粒子径は1.22μで、3μm以下が92容景%を
古めた。
上記で得られたA4N粉末(1f)を実施例1で用いた
同一の焼結装置および条件でホットプレスした。得られ
た焼結体はやや黄味を帯びた密度3.25 f/cj/
1の半透明体であり、AtN含有量が96−8 w t
5g、り素含有量が1.3wt¥であった。この焼結体
のか伝導車は52 W/m 4Cであり、また該焼結体
を厚さ0,5鍔に加工研摩したものの光透過ホは6μm
の波長に対して119((μ= 41 cm−’ )で
あった。さらに該焼結体の曲げ強度を実施例1と同条件
で測定した結果、1200℃で平均35.5にり/−で
あった。
同一の焼結装置および条件でホットプレスした。得られ
た焼結体はやや黄味を帯びた密度3.25 f/cj/
1の半透明体であり、AtN含有量が96−8 w t
5g、り素含有量が1.3wt¥であった。この焼結体
のか伝導車は52 W/m 4Cであり、また該焼結体
を厚さ0,5鍔に加工研摩したものの光透過ホは6μm
の波長に対して119((μ= 41 cm−’ )で
あった。さらに該焼結体の曲げ強度を実施例1と同条件
で測定した結果、1200℃で平均35.5にり/−で
あった。
実施例 3
純度99.35gで平均粒子径が0.58μmのアルミ
ナ20りと灰分0.15wt%で平均粒子径が0.44
μmのカーボンブラック162とをナイロンクツボット
とボールを用い、ヘギサンを分散娠体として実施例1と
同様に均一に混合した。得られた混合物を乾性後、高純
度黒鉛製平皿に入れ、炉内にアンモニアガスを1t/m
inで連続的に供給しなirZも1650Cの温度で4
時間加熱した。得られた反応物を空気中で750℃の温
度で6時間加熱し未反応のカーボンを酸化除去した。該
粉末の平均粒子径は1.42μmであり3μm以下が8
4容最%を占めた。該粉末の分析結果を表4に示す。
ナ20りと灰分0.15wt%で平均粒子径が0.44
μmのカーボンブラック162とをナイロンクツボット
とボールを用い、ヘギサンを分散娠体として実施例1と
同様に均一に混合した。得られた混合物を乾性後、高純
度黒鉛製平皿に入れ、炉内にアンモニアガスを1t/m
inで連続的に供給しなirZも1650Cの温度で4
時間加熱した。得られた反応物を空気中で750℃の温
度で6時間加熱し未反応のカーボンを酸化除去した。該
粉末の平均粒子径は1.42μmであり3μm以下が8
4容最%を占めた。該粉末の分析結果を表4に示す。
上記で得られたAtN粉末(1f)を実施例1で用すた
と同じ灼結装萱および簡結東件でホットプレスした。得
られた焼結体は灰色がかった半透明体で密度は3.26
f/ai。
と同じ灼結装萱および簡結東件でホットプレスした。得
られた焼結体は灰色がかった半透明体で密度は3.26
f/ai。
AtN含有丹が97.9%、0素含有介が0,8%であ
った。またとの焼結体の六へ伝導率は50w/m−にで
あり、0.5−の厚み忙加工研りしたものの6μmの光
に対する透過窓は696(μ== 53 cm−’ )
であった。
った。またとの焼結体の六へ伝導率は50w/m−にで
あり、0.5−の厚み忙加工研りしたものの6μmの光
に対する透過窓は696(μ== 53 cm−’ )
であった。
表 4 A4N扮末分析値
AtN含有量 96.9 wtX
実施例 4
実施例1で用いたのと同じ純度(99,99w t x
)のアルミナ130fと灰分0.08wt%のカーボ
ンブラック659および平均粒子径1μmのY2O30
,52fをポリウレタン樹脂でコーティングしたポット
とボールを用いてエタノールを分散媒体として均一にボ
ールミル混合した。この混合物を乾燥後、実施例1と同
じ東件で反応1口化しAtN粉末を得た。
)のアルミナ130fと灰分0.08wt%のカーボ
ンブラック659および平均粒子径1μmのY2O30
,52fをポリウレタン樹脂でコーティングしたポット
とボールを用いてエタノールを分散媒体として均一にボ
ールミル混合した。この混合物を乾燥後、実施例1と同
じ東件で反応1口化しAtN粉末を得た。
得られた粉末の平均粒子径は1.50μmであり3μm
以下が83容量%を占めた。この粉末の分析値を表5に
示す。
以下が83容量%を占めた。この粉末の分析値を表5に
示す。
表 5 AtN粉末分析値
A/、N含有量 96.9重量%
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)純度99.0重量に以上で、平均粒子径が2μm
以下のアルミナ粉末と、 (11) 灰分0.2重量に以下で、平均粒子径が1μ
m以下のカーボン粉末、 の少くとも2成分を含む粉末を、該粉末が接触する面が
高純度アルミナ、窒化アルe ニウム及び合成樹脂から
なる群から選ばれた少くとも10の材質で宿成された混
合装匝を用い且つ淑体分散媒体中で混合し、次いで該混
合物を窓素又はアンモニア雰四気下に焼成し粗窒化アル
ミニウム粉末を得て、更に該粗窒化アルミニウムを酸化
雰囲気下に処理し未反応カーボンを除去することを特徴
とする窒化アルミニウム粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58184967A JPS6077111A (ja) | 1983-10-05 | 1983-10-05 | 窒化アルミニウム粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58184967A JPS6077111A (ja) | 1983-10-05 | 1983-10-05 | 窒化アルミニウム粉末の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6077111A true JPS6077111A (ja) | 1985-05-01 |
JPH0428645B2 JPH0428645B2 (ja) | 1992-05-14 |
Family
ID=16162480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58184967A Granted JPS6077111A (ja) | 1983-10-05 | 1983-10-05 | 窒化アルミニウム粉末の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6077111A (ja) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61178409A (ja) * | 1985-01-30 | 1986-08-11 | Nippon Cement Co Ltd | 窒化アルミニウム粉末の製造方法 |
JPS61286266A (ja) * | 1985-06-13 | 1986-12-16 | 住友電気工業株式会社 | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
JPS6278103A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-10 | Toshiba Corp | 窒化アルミニウム粉末の製造方法 |
JPH01100006A (ja) * | 1987-10-14 | 1989-04-18 | Nippon Light Metal Co Ltd | 窒化アルミニウム粉体の製造方法 |
US4851207A (en) * | 1986-12-16 | 1989-07-25 | Nippon Light Metal Co., Ltd. | Process for producing an aluminum nitride powder |
US4975260A (en) * | 1988-04-18 | 1990-12-04 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Process for preparing metal nitride powder |
US4983553A (en) * | 1989-12-07 | 1991-01-08 | The Dow Chemical Company | Continuous carbothermal reactor |
US5049367A (en) * | 1988-10-05 | 1991-09-17 | Sumitomo Chemical Co., Limited | Aluminum nitride powder and process for preparation of the same |
US5100846A (en) * | 1990-09-13 | 1992-03-31 | The Dow Chemical Company | Purification of carbothermally produced aluminum nitride |
US5112579A (en) * | 1989-12-07 | 1992-05-12 | The Dow Chemical Company | Continuous carbothermal reactor |
WO2017079878A1 (zh) * | 2015-11-09 | 2017-05-18 | 深圳市博世知识产权运营有限公司 | 一种氧化铝、氮化铝复合粉体的制造方法 |
JP2019531247A (ja) * | 2017-08-11 | 2019-10-31 | エルジー・ケム・リミテッド | 球状の窒化アルミニウム粉末を製造するための方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6060910A (ja) * | 1983-09-14 | 1985-04-08 | Tokuyama Soda Co Ltd | 窒化アルミニウムの製造方法 |
-
1983
- 1983-10-05 JP JP58184967A patent/JPS6077111A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6060910A (ja) * | 1983-09-14 | 1985-04-08 | Tokuyama Soda Co Ltd | 窒化アルミニウムの製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPS61178409A (ja) * | 1985-01-30 | 1986-08-11 | Nippon Cement Co Ltd | 窒化アルミニウム粉末の製造方法 |
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JPH0541561B2 (ja) * | 1987-10-14 | 1993-06-23 | Nippon Light Metal Co | |
US4975260A (en) * | 1988-04-18 | 1990-12-04 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Process for preparing metal nitride powder |
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US4983553A (en) * | 1989-12-07 | 1991-01-08 | The Dow Chemical Company | Continuous carbothermal reactor |
US5112579A (en) * | 1989-12-07 | 1992-05-12 | The Dow Chemical Company | Continuous carbothermal reactor |
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WO2017079878A1 (zh) * | 2015-11-09 | 2017-05-18 | 深圳市博世知识产权运营有限公司 | 一种氧化铝、氮化铝复合粉体的制造方法 |
JP2019531247A (ja) * | 2017-08-11 | 2019-10-31 | エルジー・ケム・リミテッド | 球状の窒化アルミニウム粉末を製造するための方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0428645B2 (ja) | 1992-05-14 |
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