KR102653651B1 - 질화알루미늄 입자 - Google Patents

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Abstract

육각 기둥상의 동체부와, 그 양쪽 기둥상 단부의 각각에 공기상의 볼록부를 갖는 형상의 질화알루미늄 입자이며, 상기 동체부에 있어서의 긴 직경(D)이 10 내지 250㎛, 상기 동체부의 긴 직경(D)에 대한 상기 2개의 볼록부의 정점 간의 거리(L1)의 비(L1/D)가 0.7 내지 1.3, 상기 2개의 볼록부의 정점 간의 거리(L1)에서 차지하는 상기 동체부의 길이 또는 두께(L2)의 비율이 10 내지 60％인 질화알루미늄 입자이며, 수지에 충전했을 때에 해당 수지에 안정되게 높은 열 전도성과 우수한 전기 절연성을 부여할 수 있는 질화알루미늄 입자를 제공한다.

Description

질화알루미늄 입자
본 발명은, 신규한 형상의 질화알루미늄 입자 및 그것을 포함하는 질화알루미늄 분말, 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
질화알루미늄은, 높은 열 전도성과 우수한 전기 절연성을 갖는 점에서, 방열 부재에 충전되는 절연 방열용 필러 등으로서 이용되고 있다.
그런데, 방열 부재의 열 전도율을 향상시키기 위해서는, 상기 방열 부재 중에서 고열 전도성을 갖는 필러가 서로 접촉하여, 열 전도 경로를 형성하는 것이 중요하다. 양호한 열 전도 경로를 형성시키는 방법으로서, 일반적으로 대입경과 소입경의 구상 필러를 병용하고, 상기 필러를 방열 부재 중에 고충전시킴으로써, 상기 필러끼리의 접촉의 기회를 증가시키는 방법이 채용되고 있다. 일반적으로, 상기 대입경 필러로서 요구되는 질화알루미늄의 입경은, 10㎛ 이상의 입경이다.
질화알루미늄의 입경을 크게 하는 방법으로서는, 예를 들어 알루미나 분말, 카본 분말 및 공융해제의 혼합물을, 질소와 일산화탄소의 혼합 가스 분위기 하에서 소성하여, 상기 알루미나 분말을 환원 질화하는 방법이 알려져 있다(WO2013/146894호 공보). 공융해제로서는, 예를 들어 산화이트륨, 산화리튬, 산화세륨, 산화칼슘 등이 사용된다. 그러나, WO2013/146894호 공보의 방법에서는 10㎛ 이상의 입경을 갖는 질화알루미늄을 얻는 것은 어려워, 입경의 점에서 개량의 여지가 있었다.
또한, 10㎛ 이상의 입경을 갖는 질화알루미늄을 얻는 방법으로서는, 예를 들어 질화알루미늄 분말에 소결 보조제, 유기 결합제 및 용매를 첨가 혼합한 후, 건조 조립하여 얻어지는 구상 조립 분말을 소성하는 방법이 알려져 있다(일본 특허 공개 평3-295863호 공보). 이 방법에 의해 얻어지는 질화알루미늄은 구상이며, 입경이 80㎛ 정도의 크기를 갖는다. 그러나, 이 방법에 의해 얻어지는 질화알루미늄은, 상기 구상 조립 분말의 내부와 외부의 건조 속도 차에 기인하여, 그 내부에 큰 공극을 갖는 경우가 있고, 또한 소성에 의해 질화알루미늄 입자끼리가 결합한 다결정 구조가 되기 때문에, 소성 후의 질화알루미늄 입자의 표면에는 미세한 요철이 다수 존재하게 된다. 그로 인해, 얻어진 질화알루미늄 입자를 사용하여 수지와의 성형체를 얻고자 하여 상기 질화알루미늄 입자를 수지에 충전했을 때, 상기 공극의 존재에 더하여, 상기 질화알루미늄 입자와 수지의 계면에 기포가 잔존하기 쉬워, 상기 질화알루미늄 입자와 수지를 포함하는 수지 조성물을 성형하여 얻어진 성형체는 절연 내성의 저하를 초래한다는 문제를 갖고 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 10㎛ 이상의 입경을 갖는 질화알루미늄 입자이며, 수지에 충전했을 때에 해당 수지에 안정되게 높은 열 전도성과 우수한 전기 절연성을 부여할 수 있는 질화알루미늄 입자를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적 및 이점은 이하의 설명으로부터 분명해질 것이다.
본 발명자들은, 상기 목적을 해결하기 위해서, 예의 연구를 거듭한 결과, 알루미나 분말, 카본 분말 및 특정량의 황 성분을 포함하는 원료 혼합물을, 적어도 환원 질화 반응의 전반에서, 반응 분위기를 특정한 가스 조성으로 제어함으로써, 환원 질화에서 얻어지는 질화알루미늄을 그 내부에 공극을 발생하지 않고 크게 성장시킬 수 있고, 게다가, 육각 기둥상의 동체부와 그 양단부에 볼록부를 갖는 종래에 없는 특징적인 형상의 질화알루미늄 입자가 얻어지는 것 및 이러한 질화알루미늄 입자는, 수지에 충전했을 때, 종래의 구상 입자에 비하여 우수한 열 전도성을 발휘하는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 육각 기둥상의 동체부와, 그 기둥상 양단부 각각의 위의 공기상(椀狀)의 볼록부로 이루어지는 형상의 질화알루미늄 입자이며, 상기 동체부에 있어서의 긴 직경(D)이 10 내지 250㎛, 상기 동체부의 긴 직경(D)에 대한 상기 2개의 볼록부의 정점 간의 거리(L1)의 비(L1/D)가 0.7 내지 1.3, 상기 2개의 볼록부의 정점 간의 거리(L1)에서 차지하는 상기 동체부의 길이 또는 두께(L2)의 비율이 10 내지 60％인 것을 특징으로 하는 질화알루미늄 입자를 제공하는 것이다.
상기 질화알루미늄 입자는, 상기 2개의 볼록부가, 그의 한쪽 또는 양쪽의 일부가 평면으로 되어 있는 것이 바람직하고, 또한 해당 평면은, 다각형상인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 질화알루미늄 입자는, 입자 내에 존재하는, 직경 2㎛ 이상의 크기의 공극이 입자 1개에 대하여 5개 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 질화알루미늄 입자는, 후술하는 제조 방법에 의해, 부정형, 구상 등의 다른 형상을 갖는 질화알루미늄 입자를 40용량％ 이상의 비율로 포함하는 질화알루미늄 분말로서 얻어진다. 이러한 질화알루미늄 분말의 형태에 있어서도, 상기 본 발명의 질화알루미늄 입자에 의한 효과를 충분히 발휘하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 질화알루미늄 입자와 수지를 포함하는 수지 조성물, 해당 수지 조성물로 이루어지는 성형체가 제공된다.
또한, 본 발명은 상기 질화알루미늄 분말의 적합한 제조 방법도 제공하는 것이다. 즉, 본 발명에 따르면, 알루미나 분말, 카본 분말 및 황 성분을 포함하는 원료 혼합물을, 질소 가스 분위기 하에서 가열하여 알루미나 분말을 환원 질화하여 질화알루미늄 분말을 제조하는 방법에 있어서, 적어도 질화율이 3 내지 50％의 범위에서, 상기 질소 가스 분위기를 질소 가스 85 내지 55용량％와 희석 가스 15 내지 45용량％의 혼합 가스로 하여 상기 환원 질화를 행하고, 그리고 환원 질화가 종료 후, 생성된 질화알루미늄 분말이 산화되지 않는 분위기 하에, 질화 환원의 상기 가열 온도의 ±30℃의 범위의 온도를 유지한 채, 10시간 이상 유지하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법에 있어서, 상기 황 성분의 사용량은, 알루미나 분말 100중량부에 대하여 1.0 내지 20중량부인 것이 적당하다.
도 1은, 본 발명의 질화알루미늄 입자의 대표적인 형태를 도시하는 개략도이다.
도 2는, 실시예 2에서 얻어진 질화알루미늄 입자의 대표적인 형태를 도시하는 SEM(Scanning Electron Microscope: 주사형 전자 현미경) 사진이다.
도 3은, 본 발명의 질화알루미늄 입자의 다른 형태의 개략도이다.
도 4는, 본 발명의 질화알루미늄 입자의 다른 형태의 개략도이다.
도 5는, 본 발명의 질화알루미늄 입자의 다른 형태의 개략도이다.
도 6은, 본 발명의 질화알루미늄 입자의 다른 형태의 개략도이다.
이하, 본 발명의 질화알루미늄 입자 및 해당 질화알루미늄 입자를 포함하는 질화알루미늄 분말, 및 질화알루미늄 분말의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
<질화알루미늄 입자>
질화알루미늄 입자의 대표적인 형태를 도시하는 개략 사시도인 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 질화알루미늄 입자(1)는, 육각 기둥상의 동체부(2)와, 그 기둥상 양단부에 각각 공기상의 볼록부(3, 3')를 갖는 형상을 이룬 질화알루미늄 입자인 것을 특징으로 한다.
육각 기둥상이란, 육각 기둥의 형상을 갖는 것을 의미한다. 여기서, 육각 기둥은, 육각형 면이 정육각형을 이루거나, 또는 정육각형의 여섯 개의 각도가 120°±20°의 범위에 있는 육각형을 이루는 것이 바람직하다. 또한, 육각 기둥의 2개의 육각 기둥면은, 동일 또는 상이한 육각형일 수 있다. 또한 2개의 육각 기둥면의 육각형은 크기 즉 면적이 동일해도 되고 상이해도 된다. 상이할 때에는, 최대 10％의 면적 차의 범위에 있는 것이 바람직하다.
육각 기둥상의 동체부란, 2개의 육각 기둥면과 함께 육각 기둥을 정의하는 6개의 사각형으로 형성되어 있다. 6개의 사각형은 바람직하게는 서로 인접하는 사각형과 짧은 변에서 접속하는 직사각형으로 이루어진다. 직사각형은 상기 2개의 육각 기둥면의 육각형에 의존하여 각 변의 길이가 변화한다. 직사각형의 짧은 변의 길이에 상당하는 동체부의 두께(L2)는 약 0.7 내지 195㎛이고, 1 내지 100㎛가 바람직하고, 3 내지 50㎛가 보다 바람직하다. 1개의 입자에 대하여 직사각형의 짧은 변의 길이가 상이할 때에는, 상기 L2의 값은 평균값인 것으로 이해된다.
본 발명의 질화알루미늄 입자에 있어서, 상기 동체부의 형상은, 상기한 바와 같이, 육각 기둥상이면, 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 완전한 육각 기둥인 것이 가장 바람직하지만, 육각 기둥의 적어도 일부의 평면이 유지되는 범위에서, 코너부가 곡면 또는 평면으로 모따기된 형상, 또한 동체부의 일부에 잘록부나 돌출부를 갖는 형상이어도 된다. 이들 중에서도, 수지 중에서 상기 질화알루미늄 입자끼리의 접촉면을 크게 취할 수 있는 점에서, 동체부가 거의 완전한 육각 기둥상을 이루고 있는 것이 바람직하다.
도 3을 참조하면, 도 3은, 본 발명의 질화알루미늄 입자의 다른 형태의 개략도이다. 이 형태에서는, 정면도 (a)로부터, 기둥상의 동체면은, 거의 평면을 형성하고 있고, 또한 평면도 (b)로부터, 기둥상은, 동체면을 형성하는 6개의 거의 평면으로 이루어지는 사각형으로 규정되는 육각 형상을 나타내고 있는 것을 알 수 있다.
도 4를 참조하면, 도 4는, 본 발명의 질화알루미늄 입자의 다른 형태의 개략도이다. 이 형태에서는, 정면도 (a)로부터, 기둥상의 동체면은, 평면은 아니고, 기둥상 방향의 중앙부 부근에는, 평면으로부터 우묵하게 들어간 면을 형성하고 있고, 또한 평면도 (b)로부터, 기둥상은, 동체부와 접하는 볼록부 저면을 규정하는 6개의 사각형으로 규정되는 육각 형상을 나타내고 있는 것을 알 수 있다.
도 5를 참조하면, 도 5는, 본 발명의 질화알루미늄 입자의 다른 형태의 개략도이다. 이 형태에서는, 정면도 (a)로부터, 기둥상의 동체면은, 거의 평면을 형성하고 있고, 또한 평면도 (b)로부터, 기둥상은, 동체면을 형성하는 사각형으로 규정되는 육각 형상을 나타내고 있고, 볼록부는, 그 중앙부에 평면부를 갖고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 평면도 (b)에 나타나 있지 않은 다른 볼록부도 중앙부에 평면부를 갖고 있는 것은, 정면도 (a)로부터 알 수 있다.
도 6을 참조하면, 도 6은, 본 발명의 질화알루미늄 입자의 다른 형태의 개략도이다. 이 형태에서는, 정면도 (a)로부터, 기둥상의 동체면은, 거의 평면을 형성하고 있고, 또한 평면도 (b)로부터, 기둥상은, 동체면을 형성하는 사각형으로 규정되는 육각 형상을 나타내고 있고, 볼록부는, 그 중앙부에 평면을 갖고 있고, 그 평면 부분을 향하여 동체부의 육각 형상을 따라서 상승되게 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 볼록부의 크기는, 동체부의 긴 직경보다도 작은 것도 알 수 있다.
또한, 본 발명의 질화알루미늄 입자에 있어서, 상기 볼록부의 형상은, 뿔체 형상, 돔 형상, 뿔대 형상 등 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 상기 볼록부의 일부가 평면인 것이 바람직하고, 이에 의해, 상기 질화알루미늄 입자끼리의 접촉면을 증가할 수 있기 때문에 바람직하다.
본 발명의 질화알루미늄 입자는, 또한, 구체적으로, 이하와 같이 특정된다. 즉, 상기 동체부에 있어서의 긴 직경(D)은 10 내지 250㎛, 바람직하게는 10 내지 100㎛, 특히 바람직하게는 20 내지 80㎛이다. 또한, 상기 동체부의 긴 직경(D)에 대한, 상기 2개의 볼록부(3, 3')의 정점 간의 거리(L1)의 비(L1/D)가 0.7 내지 1.3, 바람직하게는 0.8 내지 1.1이고, 또한 상기 2개의 볼록부의 정점 간의 거리(L1)에서 차지하는 상기 동체부의 길이 또는 두께(L2)의 비율이 10 내지 60％, 바람직하게는 20 내지 60％, 특히 바람직하게는 25 내지 45％이다.
동체부의 긴 직경(D)이란, 육각 기둥면이 대향하는 2개의 각의 각 간의 거리이며 그 3개의 거리 중 최대의 것을 말한다. 2개의 각이 2개의 직선(상기 직사각형의 긴 변에 상당함)의 교차에 의해 명확하게 형성되어 있지 않은 경우에는, 2개의 직선을 늘려서 형성되는 각을 상기 각으로 간주하여 구해지는 거리를 말하는 것으로 한다.
상기 질화알루미늄 입자는, L1/D의 0.7 내지 1.3이라고 하는 값을 갖고 있는 점에서 알 수 있는 바와 같이, 구상에 가까운 긴 직경과 짧은 직경을 갖고 있으므로, 수지에 충전했을 경우의 배향성이 낮고, 안정된 열 전도율을 발휘할 수 있다는 효과도 발휘한다.
또한, 상기 볼록부의 크기는, 상기 동체부의 긴 직경보다도 커도 작아도 된다. 상기 질화알루미늄 입자가 바람직한 구상에 가까운 형상을 이루기 위해서는, 상기 동체부의 긴 직경에 대한 상기 볼록부의 긴 직경의 비가 0.8 내지 1.2인 것이 바람직하고, 특히 0.9 내지 1.1인 것이 특히 바람직하다.
상기 특징적인 형상을 이루는 질화알루미늄 입자는, 본 발명에 있어서 처음으로 제공된 것으로, 수지 중에서, 그 형상에 의해 종래의 구상 질화알루미늄 입자에서는 달성할 수 없는 우수한 열 전도성을 발휘한다.
또한, 본 발명의 질화알루미늄 입자는, 그의 제조 방법에 기인하여, 입성장에 의해 얻어지기 때문에, 그 내부에 공극이 적은 것도 특징의 하나이다. 구체적으로는, 상기 질화알루미늄 입자가 갖는 직경 2㎛ 이상의 크기의 공극은, 상기 질화알루미늄 입자 1개당 5개 이하, 특히 3개 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 질화알루미늄 입자에 있어서의 육각 기둥상의 동체부와 그 양단부에 볼록부를 갖는 구성은, 후술하는 실시예에 도시하는 바와 같이, SEM에 의해 확인할 수 있다.
<질화알루미늄 분말>
본 발명의 질화알루미늄 입자는, 후술하는 제조 방법에 의해 얻을 수 있지만, 그 경우 상기 질화알루미늄 입자 이외의 질화알루미늄도 일부 생성하기 때문에, 통상, 해당 질화알루미늄 입자를 포함하는 질화알루미늄 분말로서 얻어진다. 본 발명의 질화알루미늄 분말은, 상기 질화알루미늄 입자의 상기 특성을 충분히 발휘하기 위해서, 상기 질화알루미늄 입자를 40용량％ 이상, 바람직하게는 60용량％ 이상 함유하는 것이 바람직하다. 물론, 공지된 분급 수단, 예를 들어 체를 사용한 분급 방법 등에 의해, 상기 질화알루미늄 분말로부터 상기 질화알루미늄 입자 이외의 질화알루미늄을 제거하여 분리하고, 점유율을 올리는 것도 가능하다.
<질화알루미늄 입자의 용도>
본 발명의 질화알루미늄 입자의 용도는 특별히 한정되지 않으며, 공지된 용도에 특별히 제한 없이 적용 가능하다. 적합하게 사용되는 용도를 예시하면, 전기 절연성 향상이나 열 전도성 부여 등의 목적으로 수지에 충전제로서 사용하는 용도를 들 수 있다. 상기 질화알루미늄 입자의 용도에 있어서, 해당 질화알루미늄 입자와 수지를 포함하는 수지 조성물, 해당 수지 조성물을 성형하여 얻어지는 성형체는, 높은 전기 절연성이나 열 전도성을 갖는다.
<수지>
본 발명에서 사용되는 수지로서는, 예를 들어 폴리올레핀, 염화비닐 수지, 메타크릴산메틸 수지, 나일론 수지, 불소 수지 등의 열가소성 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 규소 수지 등의 열경화성 수지 및 합성 고무 등을 들 수 있다.
<수지 조성물>
본 발명의 수지 조성물은, 상기 질화알루미늄 분말을, 상기 수지의 종류에 따라, 공지된 혼합 장치에 의해 균일하게 혼합하고, 상기 수지 중에 상기 질화알루미늄 입자를 분산하여 존재하게 함으로써 얻어진다. 상기 혼합 장치로서는, 예를 들어 롤, 니더, 밴버리 믹서, 자전·공전 믹서 등의 통상의 혼련기가 바람직하게 사용된다.
질화알루미늄 입자의 비율은, 질화알루미늄 입자의 분산성, 얻어지는 성형체의 열 전도성이나 성형 가공성 등을 감안하여 결정된다. 예를 들어 수지 100중량부에 대하여 바람직하게는 300 내지 1000중량부, 더욱 바람직하게는 400 내지 800중량부일 수 있다. 또한, 본 발명의 수지 조성물에는, 본 발명의 우수한 효과를 현저하게 손상시키지 않는 범위에서, 상기 질화알루미늄 입자 및 수지 이외의 성분이 포함되어 있어도 된다. 본 발명의 수지 조성물에 포함되어 있어도 되는 성분으로서는, 예를 들어 상기 질화알루미늄 입자 이외의 질화알루미늄, 알루미나, 질화붕소, 산화아연, 질화규소, 탄화규소, 그래파이트 등의 필러를 1종, 또는 수 종류 충전해도 된다. 또한, 용도 등에 따라, 본 발명의 질화알루미늄 입자와 그 이외의 필러의 형상, 평균 입경을 선택할 수 있다.
<성형체>
본 발명의 성형체는, 수지로서 상술한 열가소성 수지, 열경화성 수지를 사용하는 경우에 얻을 수 있다.
본 발명의 성형체를 성형하는 성형 방법은, 특별히 제한은 없으며, 상기 수지의 종류에 따라, 사출 성형, 트랜스퍼 성형, 압출 성형, 벌크 몰딩 컴파운드 성형, 압축 성형, 용제 등을 사용한 캐스팅에 의한 성형법 등의 종래 공지된 성형 방법이 적절히 채용된다.
본 발명의 성형체 형상은, 본 발명의효과를 현저하게 손상시키지 않는 한 제한은 없다. 구체적으로는, 시트상, 필름상, 원반상, 직사각형상 등을 들 수 있다.
<질화알루미늄 분말의 제조 방법>
상기 본 발명의 질화알루미늄 입자를 포함하는 질화알루미늄 분말의 대표적인 제조 방법으로서, 알루미나 분말, 카본 분말 및 황 성분을 포함하는 원료 혼합물을, 질소 가스 분위기 하에서 가열하여, 알루미나 분말을 환원 질화하는 방법에 있어서, 적어도 질화율이 3 내지 50％의 범위에서, 질소 가스 85 내지 55용량％와 희석 가스 15 내지 45용량％의 혼합 가스로서 존재하게 하여 질화를 행하고, 환원 질화가 종료 후, 생성된 질화알루미늄 분말이 산화되지 않는 분위기 하에, 상기 질화 환원의 가열 온도의 ±30℃의 범위의 온도를 유지한 채, 10시간 이상 유지하는 것을 특징으로 하는 방법을 들 수 있다.
이하, 상기 방법을 상세하게 설명한다.
≪출발 원료≫
(알루미나 분말)
상기 원료의 일 성분인 알루미나 분말로서는, 예를 들어 α-알루미나, γ-알루미나 등의 공지된 것을 사용할 수 있다. 이 중, α-알루미나가 특히 적합하게 사용된다. 그의 순도는 99.0중량％ 이상이 바람직하고, 99.5중량％ 이상이 보다 바람직하다. 또한, 평균 입경은, 0.5 내지 50㎛가 바람직하고, 1㎛ 내지 30㎛의 것이 더욱 적합하다.
(카본 분말)
본 발명의 질화알루미늄 분말의 제조 방법에 있어서, 환원제로서 작용되는 카본 분말로서는, 예를 들어 퍼니스 블랙, 채널 블랙, 서멀 블랙, 아세틸렌 블랙 등의 공지된 것을 사용할 수 있다. 그의 평균 입경은, 100nm 이하가 적합하고, 50nm 이하의 것이 보다 적합하다. 또한, 카본 분말의 DBP 흡유량은, 50 내지 150㎤/100g이 바람직하고, 70 내지 130㎤/100g의 것이 보다 적합하다.
또한, 본 발명의 질화알루미늄 분말의 제조 방법에 있어서, 본 발명의효과를 손상시키지 않는 범위에서, 페놀 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지 등의 합성 수지 축합물이나, 피치, 타르 등의 탄화수소 화합물이나, 셀룰로오스, 자당, 전분, 폴리염화비닐리덴, 폴리페닐렌 등의 유기 화합물 등을 카본원으로서 사용할 수 있다.
(황 성분)
본 발명의 질화알루미늄 분말의 제조 방법에 있어서, 황 성분은, 후에 상세하게 설명하는 환원 질화 반응에서의 분위기를 조정하는 조작 시에 작용하여 본 발명의 질화알루미늄 입자를 생성하기 위하여 필요한 성분이다. 황 성분은 원료의 알루미나 분말과 공융해 가능한 것이면, 그 화합물종은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 황 단체나, 황화알루미늄, 황화질소, 티오요산 등의 황 화합물을 들 수 있다. 또한, 상기 황 성분은, 단독으로 또는 복수의 것을 혼합하여 사용해도 된다. 또한, 황 성분은, 원래 카본 분말에 포함되는 경우가 있고, 이러한 황 성분도, 본 발명의 황 성분의 일부로서 작용한다.
≪원료 혼합 공정≫
본 발명의 질화알루미늄 분말의 제조 방법에 있어서, 카본 분말은, 과잉량으로 사용하면, 알루미나 입자끼리의 접촉을 억제하여 입성장을 방해하므로, 얻어지는 질화알루미늄 입자의 입경이 미소화하는 경향으로 된다. 그로 인해, 카본 분말의 양은, 알루미나 분말 100중량부에 대하여 바람직하게는 36 내지 200중량부, 보다 바람직하게는 40 내지 100중량부의 범위에서 사용된다.
또한, 본 발명의 질화알루미늄 분말의 제조 방법에 있어서, 알루미나 분말 및 카본 분말을 포함하는 원료 혼합물 중에 존재하는 황 성분의 양은, 상기 알루미나 분말 100중량부에 대하여, 황 원소로서 1.0 내지 20중량부가 바람직하다. 휘산된 황이 환원 질화 반응로의 내벽을 부식하는 원인이 될 우려가 있는 점에서 상기 황 성분의 양은 적은 쪽이 바람직하고, 2.5 내지 10중량부인 것이 보다 바람직하다. 상기 황 성분의 사용량은, 상기 카본 분말에 포함되는 황의 양, 및 원료 혼합물 중에 첨가하는 황 분말 및/또는 황 화합물의 양을 감안하여 그것들의 양을 적절히 조정함으로써 황 성분의 상기 범위를 충족시킬 수 있다. 상기 카본 분말에 포함되는 황의 양을 감안하여 상기 범위를 충족시킬 경우, 상기 범위 내로 되도록 카본 분말의 사용량을 조정해도 되고, 황 함유량이 많은 카본 분말과 황 함유량이 적은 카본 분말을 사용하여, 상기 범위 내로 되도록 혼합 비율을 조정해도 된다.
상기 원료 혼합물의 혼합하는 방법으로서는, 이들을 균일하게 혼합하는 것이 가능한 방법이면 특별히 한정되지 않는다. 혼합하기 위해서, 예를 들어 진동밀, 비즈밀, 볼밀, 헨쉘 믹서, 드럼 믹서, 진동 교반기, V자 혼합기 등의 혼합기가 사용 가능하다.
≪환원 질화 공정≫
본 발명의 질화알루미늄 분말의 제조 방법은, 상기 알루미나 분말, 카본 분말 및 황 성분을 포함하는 원료 혼합물을, 질소 가스 분위기 하에서 가열하여 알루미나 분말을 환원 질화하는 방법이고, 적어도 질화율이 3 내지 50％의 범위에서, 상기 질소 가스 분위기를, 질화 가스 85 내지 55용량％와 희석 가스 15 내지 45용량％의 혼합 가스로 하여 환원 질화를 행하고, 그리고 환원 질화가 종료 후, 생성된 질화알루미늄 분말이 산화되지 않는 분위기 하에, 상기 환원 질화의 가열 온도±30℃의 범위의 온도를 유지한 채, 10시간 이상 유지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 질화알루미늄 분말의 제조 방법에 있어서, 상기 가열 온도로서는 환원 질화 반응이 진행하는 온도가 채용되고, 예를 들어 1500 내지 2000℃의 온도 범위가 바람직하다.
본 발명의 질화알루미늄 분말의 제조 방법에 있어서, 상기 희석 가스는, 질소 가스 분위기에서의 질소 가스의 존재 비율을 조제하는 목적으로 그 분위기에 존재하게 하는 가스이며, 상기 희석 가스에는, 원료 혼합물로부터 발생하는 일산화탄소 가스가 포함된다. 상기 희석 가스의 종류로서는, 예를 들어 일산화탄소 단독이나, 일산화탄소와 아르곤 등의 불활성 가스와의 혼합 가스를 바람직한 것으로서 들 수 있다.
상기 방법에 있어서, 환원 질화 반응은, 원료 혼합물을 수납하는 반응 용기 중에 질소 가스를 유통시켜서 행하는 것이 바람직하다. 이 경우, 해당 원료 혼합물이 존재하는 질소 가스 분위기의 희석 가스의 존재 비율은, 반응기로부터 배출되는 배기 가스의 가스 조성을 측정함으로써 확인할 수 있다. 또한, 원료의 알루미나 분말의 질화율은, 반응 용기 내의 반응물을 샘플링하여 확인할 수 있다. 또한, 반응 용기 내는 고온이고, 샘플링이 곤란한 경우에는, 동일 조건에서의 환원 질화 반응을 소정 시간에서 멈추고, 반응물을 취출하여 질화율을 측정함으로써, 해당 반응에서의 질화율을 확인할 수 있다.
상기 알루미나 분말의 질화율이 50％에 못 미치는 시점에서, 상기 희석 가스의 비율이 15용량％ 미만이 되면, 환원 질화 반응이 너무 빨라져서, 충분한 입성장을 할 수 없고, 대입경화는 물론, 본 발명의 상기 특징적 형상의 질화알루미늄 입자를 얻는 것이 곤란해진다. 또한, 상기 희석 가스의 비율이, 45용량％보다 많은 경우에는, 환원 질화 반응이 과도하게 억제되어 환원 질화 반응에 장시간이 걸려 공업적이지 않을 뿐만 아니라, 볼록부를 갖지 않는 육각 기둥상의 질화알루미늄이 얻어지거나, 미반응된 알루미나 분말이 잔존하거나 하는 경우가 많아진다.
본 발명에 있어서, 반응 용기 내의 질소 가스 분위기 중의 희석 가스 비율의 조제 방법으로서는, (1) 질소 가스에 별도 조제한 희석 가스를 소정량 혼합하여 혼합 가스를 조제하고, 이것을, 원료 혼합물이, 예를 들어 상면이 개구된 카본 용기, 소위 세터에 수납하여 배치된 반응 용기에 공급하는 방법, (2) 반응 용기 내에 유통시키는 질소 가스의 흐름에 대하여, 원료 혼합물보다 상류측에, 알루미나 분말과 카본 분말의 혼합물을 두고, 해당 혼합물의 환원 질화에 의해 생성되는 일산화탄소에 의해 원료 혼합물에 공급되는 질소 가스 중의 일산화탄소 가스의 농도를 조제하는 방법, (3) 상기 세터에, 비교적 두꺼운 층을 형성하도록 원료 혼합물을 수납하여, 상기 세터 내에 질소 가스를 공급하고, 상기 층의 내부로의 질소 가스의 확산량을 제어함으로써, 질소 가스 분위기에서의 일산화탄소 희석 가스의 비율을 조제한 분위기를 형성하는 방법 등을 들 수 있다.
어느 것의 방법에 있어서도, 상기 반응 용기 내에서의 질소 가스 분위기에서의 희석 가스의 비율은, 원료 혼합물로부터 발생하는 일산화탄소 가스의 양을 감안하여 조제된다.
그 중, (2)의 방법에 있어서, 원료 혼합물보다 상류측에 두는 알루미나 분말과 카본 분말의 혼합물의 사용량은, 미리 생성되는 일산화탄소 가스의 변화량을 확인하여, 상기 농도를 충족하는 사용량으로 결정된다. 일반적으로, 상기 사용량은, 원료 혼합물의 알루미나 분말과 카본 분말의 비율 범위 내에서 조제된, 알루미나 분말과 카본 분말의 혼합물에 대해서, 알루미나 분말을 기준으로 하여, 원료 혼합물의 0.7 내지 1.3배의 비율이 되는 양이다.
또한, 이 (2)의 방법에 있어서는, 환원 질화 반응의 초기 단계에서, 일산화탄소 가스의 공급량이 부족하여, 일산화탄소 가스의 비율이 15용량％ 미만으로 되는 상태가 일시적으로 발생하는 경우가 있지만, 본 발명에서는 질화율이 3％까지, 바람직하게는 5％까지는, 이러한 상태가 허용되는 것을 확인하고 있다.
따라서, 질소 가스에 15 내지 45용량％의 일산화탄소 가스를 존재하게 하는 질화율의 범위의 하한은, 3％로 할 수 있다. 물론, 환원 질화 반응의 개시 시로부터 상기 일산화탄소 가스의 비율을 유지하는 것이 가장 바람직하다.
또한, (3)의 방법에 있어서, 세터 내의 원료 혼합물의 두께는 50mm 이상, 특히 70mm 이상으로 하는 것이, 세터 내부의 공간부에 질소 가스가 침입하여 환원 질화가 진행했을 경우에 있어서의 희석 가스의 존재 비율을 상기 범위로 조제하기 위하여 바람직하다. 또한, 상기 원료 혼합물의 두께가 너무 두꺼운 경우에는, 질소 가스가 공급되기 어려워지기 때문에, 해당 두께의 상한은 200mm 이하, 특히 150mm 이하로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 알루미나 분말의 질화율이 50％를 초과한 후는, 희석 가스의 공급을 멈추거나, 적게 함으로써, 상기 희석 가스의 비율은 15용량％ 미만으로 할 수도 있고, 그대로의 조건에서 질화를 종료해도 된다.
본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 환원 질화가 종료 후, 생성된 질화알루미늄 분말이 산화되지 않는 분위기 하에, 바람직하게는 환원 질화 반응 종료 시의 분위기 하에, 상기 환원 질화의 가열 온도±30℃의 범위의 온도에서, 적어도 10시간 이상, 바람직하게는 15시간 이상 유지하는 것이, 상기 특징적 형상을 갖는 질화알루미늄 입자를 얻기 위하여 필요하다. 또한, 상기 유지 시간은, 너무 길면 공업적으로 불리해질 뿐만 아니라, 상기 특징적 형상이 상실될 우려가 있기 때문에, 50시간 이내, 특히 30시간 이내로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 환원 질화 공정은, 반응 분위기 제어가 가능한 공지된 장치를 사용하여 행할 수 있다. 장치로서는, 예를 들어 고주파 유도 가열이나 히터 가열에 의해 가열 처리를 행하는 분위기 제어형 고온 로를 들 수 있다. 그 외 배치로, 푸셔식 터널로, 수직형 로 등의 연속 질화 반응로 등을 사용할 수 있다.
≪산화 공정≫
본 발명의 질화알루미늄 분말의 제조 방법에 있어서, 환원 질화 반응 후의 질화알루미늄 분말은 잉여의 카본 분말을 포함하고 있기 때문에, 필요에 따라, 산화 처리에 의해 잉여 카본 분말을 제거하는 것이 바람직하다. 산화 처리를 행할 때의 산화성 가스로서는 공기, 산소, 이산화탄소 등, 탄소를 제거할 수 있는 가스이면 제한 없이 채용할 수 있다. 또한, 처리 온도는 일반적으로 500℃ 내지 900℃가 바람직하다.
실시예
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위하여 실시예를 들지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예에서 사용한 각종 원료의 물성을 이하에 나타내었다.
·알루미나 분말
α-알루미나: 평균 입경 1.183㎛
·카본 분말
카본 분말 A: 평균 입경 19nm, DBP 흡수량 116㎤/100g, 함유 황량 210ppm
카본 분말 B: 평균 입경 20nm, DBP 흡수량 115㎤/100g, 함유 황량 3000ppm
·황 성분
황 분말: 순도 98％ 이상
또한, 실시예 및 비교예에 있어서의 각종 물성은, 하기의 방법에 의해 측정하였다.
(1) 질화알루미늄 입자의 입경
배율 2000배 또는 100배의 SEM(가부시키가이샤 히타치 하이테크놀러지즈제, TM3030) 관찰상으로부터 본 발명의 질화알루미늄 입자를 선택하여, 해당 질화알루미늄 입자의 동체부에 있어서의 직경(D), 볼록부의 정점 간의 거리(L1) 및 동체부의 길이(L2)를 측정하였다. 또한, 상기 동체부의 직경(D)에 대한 상기 볼록부의 정점 간의 거리(L1)의 비(L1/D) 및 상기 볼록부의 정점 간의 거리(L1)에서 차지하는 상기 동체부의 길이(L2)의 비율을 산출하였다.
(2) 질화알루미늄 분말 중에 포함되는 본 발명의 질화알루미늄 입자의 비율
배율 2000배 또는 100배의 SEM 관찰상으로부터 상기 질화알루미늄 입자와 그 이외를 선별하여, 상기 질화알루미늄 입자와 그 이외를 모두 구상으로 근사하여, 관찰 시야 내의 상기 질화알루미늄 입자에 대하여 동체부에 있어서의 직경(D)의 측정값으로부터 부피를 구하고, 관찰 시야 내의 상기 질화알루미늄 입자와 그 이외로 이루어지는 질화알루미늄 분말의 부피에 대한 상기 질화알루미늄 입자 함유 용량％를 구하였다.
(3) 질화알루미늄 입자 중에 존재하는 공극
상기 질화알루미늄 입자를 포함하는 질화알루미늄 분말을 에폭시 수지에 충전하고, 해당 수지를 금형체로 주형하고, 열 프레스에 의해 경화시켜, 두께 100㎛의 시트를 제작하였다.
상기 시트를 단면 가공 장치에 의해 상기 시트 두께 방향의 단면 관찰 시료를 제작하고, 배율 2000배 또는 100배의 SEM 관찰상으로부터 상기 질화알루미늄 입자를 무작위로 5개 선택하여, 직경 2㎛ 이상의 크기의 공극 수를 카운트하였다. 입자 1개당의 공극 수의 평균값으로 나타내었다.
(4) 열 전도율
수지 조성물을 시험편으로 성형하고, 열 확산율, 밀도 및 비열로부터, 하기 식에 기초하여 구하였다.
열 전도율=열 확산율×밀도×비열
또한, 열 확산율은 레이저 플래시법으로, 밀도는 아르키메데스법으로, 또한 비열은 DSC법으로 각각 측정을 행하였다.
(5) 절연 내성
시험편 파괴에 이르는 일정 승압 속도(2kV/sec)로 파괴 전압(BDV)을 구하는 단시간법에 의해 측정을 행하였다.
(6) 질화알루미늄 질화율
X선 회절(CuKα)로, 질화알루미늄(AlN)의 피크(32.2°)와 알루미나 성분(α-알루미나)의 피크(43.5°)의 피크의 비로부터 검량선법을 사용하여 하기 식 (1)에 의해 구하였다. 그 밖의 성분이 포함되는 경우에는, 그 성분의 주요 피크를 선택하여, 식 (1)의 분모에 첨가하였다.
질화알루미늄 질화율(％)=질화알루미늄 피크 강도/(질화알루미늄 피크 강도+알루미나 피크 강도)×100 (1)
실시예 1
알루미나 분말 100중량부 및 카본 분말 50중량부로 이루어지는 혼합물에, 해당 혼합물 내의 황 성분량이 상기 알루미나 분말 100중량부에 대하여 2.5중량부가 되도록 황 분말을 첨가하고, 이들이 균일하게 혼합될 때까지 진동식 교반기에 의해 혼합하여, 원료 혼합물을 얻었다.
상기 원료 혼합물을, 카본제의 세터에, 50mm 두께가 되도록 수납하고, 질소를 유통 가능한 반응 용기 내에 세팅하고, 질소 가스를 유통시키면서, 가열 온도 1750℃에서 환원 질화를 행하였다.
그때, 상기 반응 장치에 유통시키는 질소 가스에는, 반응 용기로부터의 배기 가스의 일산화탄소 가스의 비율이, 23용량％가 되도록 일산화탄소 가스를 혼합하였다.
상기 조건 하에서, 5시간, 7시간 경과 후에 각각 반응 생성물의 질화율을 측정한 바, 5시간에서 90％, 7시간에서 약 100％에 달하고 있었다.
그 후, 일산화탄소의 공급을 멈추고, 가열 온도를 유지한 채, 13시간 유지하고, 반응 용기로부터 반응 생성물을 취출하였다.
계속해서, 상기 반응 생성물을, 대기 분위기에서 700℃에서, 5시간 가열하여 미반응된 카본 분말을 연소 제거하여, 질화알루미늄 분말을 얻었다.
얻어진 질화알루미늄 분말에 대해서, 해당 질화알루미늄 분말 중에 포함되는 본 발명의 특징적인 형상을 갖는 질화알루미늄 입자의 비율은 90용량％였다. 질화알루미늄 입자의 입경에 관한 상기 측정 방법에 의해 상기 질화알루미늄 입자의 입경을 측정하고, 상기 질화알루미늄 입자 전체의 평균 입경을 산출하였다. 또한, 해당 질화알루미늄 입자에 있어서 대표적인 크기 및 형상을 갖는 질화알루미늄 입자(입자 A, B, C)를 선택하여, 그것들의 입경을 측정하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.
또한, 상술한 방법으로, 상기 질화알루미늄 분말 중에 포함되는 질화알루미늄 입자의 입경 및 비율, 및 질화알루미늄 입자 중에 존재하는 공극을 측정하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 2
실시예 1에 있어서의 원료 조성을 표 1에 기재된 비율로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 질화알루미늄 분말을 얻었다. 얻어진 질화알루미늄 분말을 전술한 방법으로, 상기 질화알루미늄 분말 중에 포함되는 질화알루미늄 입자의 입경 및 비율, 및 질화알루미늄 입자 중에 존재하는 공극을 측정하였다. 결과를 표 2에 나타내었다. 또한, 본 실시예에서 얻은 질화알루미늄 입자의 SEM 사진을 도 2에 도시한다.
실시예 3
실시예 1에 있어서의 원료 조성을 표 1에 기재된 비율로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 질화알루미늄 분말을 얻었다. 얻어진 질화알루미늄 분말을 전술한 방법으로, 상기 질화알루미늄 분말 중에 포함되는 질화알루미늄 입자의 입경 및 비율, 및 질화알루미늄 입자 중에 존재하는 공극을 측정하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 4
실시예 1에 있어서의 원료 조성을 표 1에 기재된 비율로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 질화알루미늄 분말을 얻었다. 얻어진 질화알루미늄 분말을 전술한 방법으로, 상기 질화알루미늄 분말 중에 포함되는 질화알루미늄 입자의 입경 및 비율, 및 질화알루미늄 입자 중에 존재하는 공극을 측정하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 5
실시예 1에 있어서의 원료 조성을 표 1에 기재된 비율로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 질화알루미늄 분말을 얻었다. 얻어진 질화알루미늄 분말을 전술한 방법으로, 상기 질화알루미늄 분말 중에 포함되는 질화알루미늄 입자의 입경 및 비율, 및 질화알루미늄 입자 중에 존재하는 공극을 측정하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 6
상기 질화알루미늄 입자를 포함하는 질화알루미늄 분말을 필러로 하고, 수지로서 에폭시 수지를 사용하여, 성형체를 제작하였다.
구체적으로는 수지로서 에폭시 수지(미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤 jER828) 100중량부와 경화제(이미다졸계 경화제, 시꼬꾸 가세이 고교 가부시끼가이샤제 큐어졸 2E4MZ) 5중량부의 혼합물을 준비하였다. 이어서, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 평균 입경 22㎛의 질화알루미늄 입자를 70용량％ 포함하는 질화알루미늄 분말 633중량부를 상기 혼합물 중에 첨가하고, 유발로 혼합하여 수지 조성물을 제작하였다.
얻어진 수지 조성물의 일부를 금형체로 주형하고, 열 프레스를 사용하여, 온도: 100℃, 압력: 20MPa, 유지 시간: 2시간의 조건에서 경화시켜, 직경 10mm, 두께 1mm의 시험편을 제작하고, 레이저 플래시법 열 물성 측정 장치(교토 덴시제 LFA-502)를 사용하여 레이저 플래시법에 의한 열 전도율을 측정하였다.
또한, 얻어진 수지 조성물의 일부에, 2-메톡시에탄올을 첨가하고, 유발로 혼합 후, 슬러리를 얻었다. 얻어진 슬러리를 진공 탈포한 후, 바 코터에 의해 PET 필름 상에 도포하고, 80℃의 조건에서 건조한 후, 2MPa, 120℃, 30분간의 조건에서 열 프레스에 의해 경화하였다. 경화 후, PET 필름을 박리하고, 두께 약 100㎛의 시트상 성형체를 얻었다. 얻어진 시트상 성형체의 절연 내압을 절연 내전압 측정기(타마덴소쿠 가부시키가이샤제 THK-5031AMP)를 사용하여 측정하였다. 결과를 표 3에 나타내었다.
비교예 1
실시예 1에 있어서의 원료 조성을 표 1에 기재된 비율로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 질화알루미늄 분말을 얻었다.
얻어진 질화알루미늄 분말을 SEM에 의해 관찰한 결과, 상기 분말의 대부분이 판상의 질화알루미늄이고, 본 발명의 질화알루미늄 입자는 포함되지 않았다.
비교예 2
실시예 1에 있어서의 원료 조성을 표 1에 기재된 비율로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 질화알루미늄 분말을 얻었다.
얻어진 질화알루미늄 분말을 SEM에 의해 관찰한 결과, 상기 분말의 대부분이 입성장하고 있지 않은 소입경의 질화알루미늄이고, 본 발명의 질화알루미늄 입자는 포함되지 않았다.
비교예 3
실시예 6의 수지 100중량부에 대하여, 평균 입경 22㎛의 구상 질화알루미늄(가부시끼가이샤 도꾸야마제)을 70용량％ 포함하는 질화알루미늄 분말 633중량부를 필러로서 사용한 것 이외에는, 실시예 6과 동일하게 하여, 얻어진 성형체의 열 전도율과 절연 내압을 측정하였다. 결과를 표 3에 나타내었다.
Figure 112018063505406-pct00003
[발명의효과]
본 발명의 질화알루미늄 입자는, 상기한 바와 같이, 대입경이고, 또한 육각 기둥상의 동체부와, 그 양단부에 공기상의 볼록부를 갖는 특징적인 형상을 갖는 것이다. 이 입자는 필러로서 수지에 충전했을 때, 상기 육각 기둥상의 평면에 의해, 질화알루미늄 입자 간의 접촉이 면 접촉으로 되는 기회가 증가하고, 종래의 구상 입자에 비하여, 상기 성형체에 있어서의 열 전도성을 향상하게 할 수 있다. 또한, 상기 질화알루미늄 입자는 구상에 가까운 긴 직경과 짧은 직경의 비를 갖고 있기 때문에, 유동성이 양호하고, 수지에 대하여 양호한 혼련성을 발휘한다.
특히, 바람직한 형태로서 예로 든, 볼록부에 적어도 하나의 평면을 갖는 입자는, 이러한 열 전도성을 보다 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 질화알루미늄 입자는, 그의 제조 방법에 기인하여, 입자 내부에 공극이 생기기 어렵고, 바람직한 형태로서 구체적으로 나타내는 입자 내에 존재하는, 직경 2㎛ 이상의 크기의 공극이 5개 이하인 질화알루미늄 입자는, 이것을 충전하여 얻어지는 수지에, 고절연 내력을 부여할 수 있다.

Claims (9)

  1. 육각 기둥상의 동체부와, 그 기둥상 양단부 각각 위의 공기상(椀狀)의 볼록부로 이루어지는 형상의 질화알루미늄 입자이며, 상기 동체부에 있어서의 긴 직경(D)이 10 내지 250㎛, 상기 동체부의 긴 직경(D)에 대한, 상기 기둥상 양단부 각각 위의 공기상의 볼록부인 2개의 볼록부의 정점 간의 거리(L1)의 비(L1/D)가 0.7 내지 1.3, 상기 기둥상 양단부 각각 위의 공기상의 볼록부인 2개의 볼록부의 정점 간의 거리(L1)에서 차지하는 상기 동체부의 길이 또는 두께(L2)의 비율이 10 내지 60％인 것을 특징으로 하는 질화알루미늄 입자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 볼록부의 일부가 평면인 질화알루미늄 입자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 질화알루미늄 입자 내에 존재하는, 직경 2㎛ 이상의 크기의 공극이 입자 1개에 대하여 5개 이하인 질화알루미늄 입자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 질화알루미늄 입자를 40용량％ 이상 포함하는 질화알루미늄 분말.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 질화알루미늄 입자와 수지를 포함하는 수지 조성물이며, 해당 수지 조성물 중의 질화알루미늄 입자의 비율이, 상기 수지 100중량부에 대하여 300 내지 1000중량부인 수지 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 수지가 열가소성 수지, 열경화성 수지인 수지 조성물.
  7. 제5항에 기재된 수지 조성물로 이루어지는 성형체.
  8. 알루미나 분말, 카본 분말 및 황 성분을 포함하는 원료 혼합물을, 질소 가스 분위기 하에서 가열하여 알루미나 분말을 환원 질화하여 질화알루미늄 분말을 제조하는 방법에 있어서, 적어도 질화율이 3 내지 50％의 범위에서, 상기 질소 가스 분위기를, 질소 가스 85 내지 55용량％와 희석 가스 15 내지 45용량％의 혼합 가스로 하여 상기 환원 질화를 행하고, 그리고 환원 질화가 종료 후, 생성된 질화알루미늄 분말이 산화되지 않는 분위기 하에, 상기 환원 질화의 가열 온도±30℃의 범위의 온도를 유지한 채, 10시간 이상 유지하는 것을 특징으로 하는 질화알루미늄 분말의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 황 성분의 사용량이, 알루미나 분말 100중량부에 대하여 1.0 내지 20중량부인 질화알루미늄 분말의 제조 방법.
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