KR19990045454A - 입방정 질화붕소의 제조방법 - Google Patents

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KR19990045454A
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Abstract

본 발명은 규소원 및/또는 붕소원 뿐만 아니라 알칼리 금속과 알칼리 토류 금속의 아미드류, 이미드류, 탄화물 중에서 선택되는 적어도 1종 이상의 화합물 존재하에서 입방정 질화붕소의 안정한 영역내의 온도와 압력 조건하에서 육방정 질화붕소를 입방정 질화붕소로 전환시키는 전환방법에 관한 것이다.

Description

입방정 질화붕소의 제조방법
본 발명은 육방정 질화붕소(hexagonal boron nitride, hBN)로부터 입방정 질화붕소(cubic boron nitride, cBN)를 제조하는 개량된 제조방법에 관한 것이다.
입방정 질화붕소는 경도에 있어서 다이야몬드 다음가는 제 2의 경도를 가지고 있으며 화학적으로 매우 안정하므로 재료의 연삭, 연마 및 절삭 등에 이의 중요성이 점차 인식되고 있다. 입방정 질화붕소의 제조방법에 있어서, 여러 가지 방법이 제안되고 있으나 산업적으로 널리 이용되고 있는 공지의 제조방법은 입방정 질화붕소를 용매(촉매) 존재하에 1400 ∼ 1600℃의 고온과 약 4.5 ∼ 6.0 GPa의 고압하에서 육방정 질화붕소로 전환시키는 방법이다. 이 방법에서 잘 알려진 공지의 용매(촉매)로는 예컨대, 미국특허번호 제 3,772,428 호에서와 같이, 알칼리 금속과 알칼리 토류 금속의 보론나이트라이드와 나이트라이드이다.
그럼에도 불구하고, 상기 용매(촉매)를 이용하여 얻어지는 입방정 질화붕소는 고온에 노출시키면 연마분의 강도가 현저하게 감소되거나 또는 연마분이 파쇄되어 인성과 내열성이 저하되는 단점을 가지고 있다. 또한, 상기 용매(촉매)를 이용하여 얻어진 입방정 질화붕소는 불규칙적인 모양이거나 또는 거의 구형이며 그리고 자형(自形)면의 발달에 취약하다.
본 발명은 육방정 질화붕소로부터 입방정 질화붕소를 제조하는 개량된 제조방법에 관한 것이다.
도 1 은 실시예에서 육방정 질화붕소를 입방정 질화붕소로 전환시킬때에 사용되는 반응용기의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1 : 용기 외벽 2 : 가열기
3 : 스틸 링 4 : 스틸 판
5 : 알루미나 판 6, 8 : 엽납석
7 : 고정격실
상기의 문제점들을 해결하는 본 발명은, (1), (i) 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 탄화물, 아미드류, 이미드류로 구성된 그룹 중에서 선택되는 적어도 1종 의 화합물 및 (ii) 규소원의 존재하에서, 또는 (2), (i) 알칼리 금속과 알칼리 토류 금속의 아미드류, 이미드류 중에서 선택되는 적어도 1종의 화합물, (ii) 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 탄화물로 구성된 그룹 중에서 선택되는 적어도 1종의 화합물 및 (iii) 붕소원의 존재하에서, 또는 (3), (i) 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 탄화물, 아미드류, 이미드류로 구성된 그룹 중에서 선택되는 적어도 1종의 화합물 그리고 (ii) 규소원 및 (iii) 붕소원의 존재하에서 육방정 질화붕소를 입방정 질화붕소의 안정한 영역내의 온도와 압력 조건을 유지하면서 육방정 질화붕소로 전환시키는 것을 특징으로하는 입방정 질화붕소의 제조방법에 관한 것이다.
(1)의 (i) 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 탄화물, 아미드류, 이미드류로 구성된 그룹 중에서 선택되는 적어도 1종의 화합물 및 (ii) 규소원의 존재하에서 얻어지는 본 발명의 입방정 질화붕소는 인성과 내열성이 향상된다. (2)의 (i) 알칼리 금속과 알칼리 토류 금속의 아미드류, 이미드류 중에서 선택되는 적어도 1종의 화합물 및 (ii) 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 탄화물로 구성된 그룹 중에서 선택되는 적어도 1종의 화합물 그리고 (iii) 붕소원의 존재하에서 얻어지는 본 발명의 입방정 질화붕소는 잘 전개된 자형면과 예리한 날을 가지며 그리고 이의 절삭능이 매우 우수하다. (3)의 (i) 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 탄화물, 아미드류, 이미드류로 구성된 그룹 중에서 선택되는 적어도 1종의 화합물 , (ii) 규소원 및 (iii) 붕소원의 존재하에서 얻어지는 본 발명의 입방정 질화붕소는 향된 절삭능 뿐만 아니라 인성과 내열성 두가지 모두를 향상시킨다.
본 발명의 출발물질로 이용되는 육방정 질화붕소는 육방정 질화붕소 분말이며, 시중에서 용이하게 구입할 수 있다. 산화붕소 등의 형태에서는 산소가 불순물로 함유하여 육방정 질화붕소가 입방정 질화붕소로 전환시키는 것을 지연시키기 때문에 이 출발물질로 이용되는 육방정 질화붕소는 산소함량이 적은 것이 요구된다. 본 발명의 육방정 질화붕소의 입자크기는 한정할 필요가 없으나 일반적으로 150 메시 또는 그 이하가 바람직하다. 만약 입자크기가 너무 커면, 용매 (촉매)와의 반응성이 낮아진다.
본 발명에 이용되는 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 아미드류와 이미드류 및 탄화물도 또한 출발물질로 이용되는 육방정 질화붕소와 마찬가지로 산소함량이 적은 것이 바람직하다. 만약, 이들 화합물의 입자크기가 너무 커면, 육방정 질화붕소와의 반응성이 낮아진다.
본 발명에 이용되는 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 아미드류와 이미드류는 기본적으로
LiNH2, NaNH2, KNH2,RbNH2,CsNH2,
Li2NH, Na2NH, K2NH, Rb2NH, Cs2NH,
Be(NH2)2, Mg(NH2)2, Ca(NH2)2, Sr(NH2)2, Ba(NH2)2,
BeNH, MgNH, CaNH, SrNH, BaNH 등이며,
본 발명에 이용되는 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 탄화물은 기본적으로
Li2C2, Na2C2, K2C2,Rb2C2, Cs2C2,
Be2C, BeC2, MgC2, Mg2C3, CaC2, SrC2, BaC2, 등이다.
그러나 상기 화합물의 고용체, 착화물, 비화학량론적인 화합물을 사용하여도 또한 유사한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 이용되는 규소원과 붕소원은 Si, B4Si, Si3N4, B, B4C, SiC, 금속 실리사이드, 금속 실리코풀로라이드, 금속 실리코하이드라이드, 금속 실리코나이트라이드, 유기 규소화합물, 금속 보로실리사이드, 금속 보로풀로라이드, 금속 보로하이드라이드, 암모늄 보로풀로라이드, 암모늄 실리풀로라이드 등이다.
바람직한 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 탄화물, 아미드류, 이미드류는 리튬, 마그네슘 및 칼슘의 탄화물, 아미드류, 이미드류이다. 리튬, 마그네슘 및 칼슘 외의 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 탄화물, 아미드류, 이미드류는 리튬, 마그네슘 또는 칼슘의 탄화물, 아미드류, 이미드류의 경우 보다 높은 온도와 높은 압력에서만이 육방정 질화붕소로부터 입방정 질화붕소로 전환될 수 있다. 리튬, 마그네슘 또는 칼슘의 탄화물, 아미드류, 이미드류를 이용하여 얻어지는 입방정 질화붕소는 다른 아미드류, 이미드류 또는 탄화물에 의해 얻어지는 것 보다 연삭비와 요구되는 연삭력의 면에서 월등히 우수하다.
알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 아미드류, 이미드류의 적어도 1종의 첫번째 화합물과 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속 탄화물의 적어도 1종의 두 번째 화합물과의 바람직한 조합은, 리튬, 마그네슘 및/또는 칼슘의 아미드 및/또는 이미드의 적어도 1종과 리튬, 마그네슘 및/또는 칼슘 탄화물의 적어도 1종의 조합물이다. 리튬, 마그네슘 및 칼슘이 아닌 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 아미드류, 이미드류 그리고 탄화물이 hBN에서 cBN으로 전환될때에는 리튬, 마그네슘 또는 칼슘의 아마이드 또는 이미드의 경우 보다 높은 온도와 높은 압력에서만이 전환될 수 있다. 리튬, 마그네슘 및 칼슘이 아닌 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 아미드, 이미드 또는 탄화물을 이용하여 얻어질수 있는 cBN는 어느 정도 리튬, 마그네슘 또는 칼슘의 아미드, 이미드 또는 탄화물에 의해 얻어진 것 보다 연삭비와 요구되는 연삭력이 열등하다.
특히 바람직한 조합은 LiNH2와 CaC2의 조합이다. 이 조합은 투명성이 우수하고 결점이 적은 입방정 질화붕소를 얻기 위해서는 규소원과 붕소원의 첨가효과가 매우 우수한 성질을 가진 입방정 질화붕소를 상대적으로 낮은 온도와 낮은 압력하에서 얻을 수 있다.
규소원 및 붕소원으로 바람직한 것은 Si 및 B이다. 이러한 것은 취급이 용이하고 구입이 쉽고 반응성도 풍부하기 때문에 비교적 짧은 반응시간에서도 소망스러운 효과를 발휘할 수가 있다.
본 발명은, (1) (i) 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 아미드류, 이미드류 및 탄화물로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물 및 (ii) 규소원의 존재하에서 또는 (2) 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 아미드류, 이미드류로 부터 선택되는 적어도 1종의 화합물, 및 (i) 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 탄화물로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물 그리고 (iii) 붕소원의 존재하에서, 또는 (3) 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 아미드류, 이미드류 및 탄화물로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물 및 (ii) 규소원 그리고 (iii) 붕소원의 존재하에서 hBN으로부터 cBN으로 전환되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 제조방법에 의하면, hBN은 상기 화합물의 용매(촉매) 효과의 결과로서 잘 발달된 자형면과 예리한 날 뿐만 아니라 우수한 인성과 내열성을 가진 cBN으로 전환될 수 있다.
일반적으로, hBN은 용매나 또는 촉매 역할로서 각종 첨가제와 반응을 하여 cBn의 반응을 촉진시키는 것으로 알려지고 있으며, 이와 마찬가지로 또한 본 발명에서도 동일한 방법의 역할을 한다고 사료된다.
본 발명에 사용되는 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 아미드류, 이미드류 또는 탄화물로부터 선택되는 적어도 1종의 첨가제의 양은 첨가제로 구성된 금속원자의 총계로서 hBN (hBN 분자의 수)으로 구성하는 붕소원자의 수 100 부에 대하여 0.1 ∼ 30 부이며, 더욱 바람직하기로는 0.5 ∼ 20 부이다. 만약 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 아미드, 이미드 또는 탄화물로부터 선택되는 적어도 1종의 첨가제의 양이 0. 1 부 이하이면, 이러한 첨가제의 효과를 충분히 발휘할 수 없어, cBN 생산량이 감소된다. 만약 첨가제의 양이 30 부 이상이면, 생성물인 cBN에는 연마성능을 저하시키는 다른 성분을 포함한다.
알칼리 금속과 알칼리 토류 금속의 아미드류 및 이미드류로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물에 대해 알칼리 금속과 알칼리 토류 금속의 탄화물로부터 선택되는 1종의 화합물의 비율은 화합물을 구성하는 금속원소의 원자비로서 70 : 30 ∼ 5 : 95이며, 더욱 바람직하기로는 50 : 50 ∼ 5 : 95이다.
만약, 알칼리 금속과 알칼리 토류 금속의 아미드류 및 이미드류로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물에 대해 알칼리 금속과 알칼리 토류 금속의 탄화물로부터 선택되는 1종의 화합물의 비율은 화합물을 구성하는 금속원소의 원자비로서 70 : 30 보다 큰 경우에는 생성되는 입방정 질화붕소 중에 흑색의 포유물이 생성되어 연마성능을 저하시킨다. 만약 이의 비율이 5 : 95 이하이면, 알칼리 금속과 알칼리 토류 금속의 아미드, 이미드로부터 선택되는 1종의 화합물의 용매 (촉매) 효과가 너무나 높아 생성되는 입방정 질화붕소의 입자모양이 불규칙하게 되며 또한 연마성능도 낮아 진다.
규소원의 첨가량이 육방정 질화붕소를 분자수로서의 100 부에 대해 규소원자로서 0.01 ∼ 0.8 부가 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 0.025 ∼ 0.3 부이다. 만약 규소원의 첨가량이 0.01 부 이하이면, 규소원의 첨가효과를 충분히 발휘할 수 없으며, 또한 만약 0.8 이상이면 입방정 질화붕소의 수득률이 감소된다.
붕소원의 첨가량이 육방정 질화붕소를 분자수로서의 100 부에 대해 붕소원자로서 0.01 ∼ 15 부가 바람직 하며, 더욱 바람직하기로는 0.1 ∼ 5 부의 비율이다. 만약, 붕소원의 첨가량이 0.01 부 이하이면 붕소원의 첨가효과를 충분히 발휘할 수 없으며, 만약 붕소원의 첨가비율이 15 부 이상이면, 입방정 질화붕소의 수득률이 감소된다.
상기의 첨가제와 육방정 질화붕소를 결합시키는 바람직한 방법으로서, 이들의 분말들을 함께 혼합시키나 육방정 질화붕소와 첨가제의 층들을 반응용기에서 상호 적층되게 또한 조정할 수 있다.
실제적으로, hBN과 첨가제는 바람직하기로는 각각 또는 반응용기에서 충전시킨 후 약 1 ∼ 2 t/cm2의 압력하에 채울수 있다. 이것은 조 분말의 취급용이성을 향상시키는 효과가 있는 동시에 반응용기에서의 수축량을 감소시킴으로써 생산성을 향상시킨다.
상기 성형체 또는 적층체는 사전에 핵으로서 상기의 추가된 미세 cBN 입자에 의해 촉진되는 입방정 질화붕소의 결정성장에 의해 시드(seed)로서 입방정 질화붕소의 미분말과 합칠 수 있다. 이러한 실시는 본 발명에 포함되어 있다. 이런 경우, 시드 입자는 본 발명의 탄화물, 아미드 및/또는 이미드의 첨가제들에 도포된다.
반응용기는 cBN의 안정화 범위의 온도와 압력 조건하에 조 분말(hBN 및 첨가제) 또는 이들의 성형체를 유지할 수 있는 고온 고압 발생기이다. 이 안정화(온도 및 압력) 범위는 문헌[P. Bundy, R. H. Wentorf,J. Chem. Phys., 38(5), 1144 ∼ 1149, (1963)]에서와 같이, 대부분의 경우 최소한의 온도와 압력은 1100℃, 그리고 3. 8 GPa가 효과적이나, 이것은 첨가제(용매, 촉매)들의 종류 및 조합에 따라 변화될 수 있다. 머무러는 시간은 특별히 제한할 필요가 없으며 원하는 전환율에 따라 놓아두어도 되지만 대부분의 경우 약 1초 ∼ 6 시간이다.
hBN은 상기의 안정화 범위를 유지함으로써 cBN으로 전환되며, 만약 온도와 압력 조건이 매우 높으면 100% 가까이의 전환률이 얻어진다. 그러나 일반적으로 hBN과 cBN의 혼합물로 구성된 컴포자이트 괴가 얻어진다.
컴포자이트 괴는 분쇄하여 cBN으로 분리한다. 분쇄의 한 방법이 일본국 특허공고공보 제 49 - 27757 호에 기술되고 있는 바, 예컨대 컴포자이트 괴를 5 mm 또는 그 이하, 바람직하기로는 1 mm 또는 그 이하로 분쇄하고 수산화 나트륨과 소량의 물을 가하고 약 300℃의 온도로 가열하여 선택적으로 hBN을 용해시키고 가끔 냉각시킨 후, 산 세정 및 여과에 의해 cBN를 얻는다.
[실시예]
아래 표에 나타난 바와 같이, 육방정 질화 붕소에 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속이 아닌 불순물로서 0. 2 중량%의 금속 불순물, 0. 8 중량%의 산소를 함유하고 있는 150 메시 또는 그 이하의 입자인 각종 첨가제 또는 원소 금속을 가하였다. 표 에 나타난 첨가제의 양은 육방정 질화붕소의 분자수로소 100 부에 대하여 첨가된 첨가제 또는 원소금속으로 구성되고 있는 금속원자의 총 수의 비율을 나타낸 것이다. 이 혼합물을 도에 표시된 반응용기에서 1. 5 ton/cm2의 압력으로 조정하고 26 mmø × 32 mmh 성형체를 제조하였다.
도에 나타난 반응용기에서, 용기 외벽 1은 전압체로서 엽납석으로 만들었고 원통상이며, 한편으로 이의 내측에는 엽납석 8과 흑연 실린더로 구성된 가열기 2가 격막재로서 마련된다. 또한, 용기의 상부와 하부의 끝에는 각각 전도성 스틸 링 3과 전도성 스틸판 4가 마련되며, 한편 이의 내측에는 전압체로서 소결 알루미나 판 5와 엽납석 6 그리고 이 엽납석 6을 둘러 쌓고 있는 공간이 마련되어 있고 격막재로서의 엽납석 8은 반응을 위해 원료 물질을 고정시키기 위한 고정격실 7로 사용된다.
이 반응용기에서 상기에 나타낸 성형체를 표에 나타난 조건하에 10분간 처리시켰다.
입방정 질화붕소는, 약 1 mm 또는 그 정도의 입자크기로 모르탈 또는 이와 유사한 것으로 분쇄하여 제조된 시편에 수산화 나트륨과 소량의 물을 가하고 300℃에서 가열한 다음 이것을 냉각, 증류수와 염산으로 세정하고 여과한 다음 여과 잔사를 건조에 의하여 분리(정제)할 수 있다.
이렇게 얻어진 입방정 질화붕소를 JIS - B 4130에 의거 120/140에 입도를 조정하고 "인성 지수(toughness index)"와 "가열 인성 지수(thermal toughness indes)"를 측정하였다.
"인성 지수"라 함은 상기 입도구분 120/140에 대응하여 지정되는 139μm의 체를 통과하고 107μm의 체에 남아있는 시료의 일정량과 스틸 링 1개를 용적 2 ml의 캡슐에 넣고 일정시간 (30.0 ± 0.3초) 분쇄한 후 지정된 90 μm의 체에 스크린하여 이 체 위의 시료잔존 중량을 100분율로 표시하는 것이다.
"가열 인성 지수"라 함은 상기 시료를 대기중에서 1050℃에서 1시간 소성시킨 후, 묽은 염산으로 세척하고 건조시켜 사용한 외에는 상기 인성 지수와 같은 방법으로 측정하였다.
측정된 인성 지수가 높으면 높을수록 연마분의 인성이 높다는 것을 의미하며, 또한 측정된 가열 인성 지수가 높으면 높을수록 연마분의 내열성이 높다는 것을 의미한다.
이렇게 얻어진 육방정 질화붕소를 이용하여, 유리질로 결합된 연삭숫돌을 만들었다. 이 연삭숫돌은 아래와 같은 조성과 외관을 갖추었다.
cBN의 입도 #120/140
집중도 100(연삭숫돌 25 부피% 비)
기공률 30 부피%
결합률 25 부피%
충전제( 백색 alundum WA #200 ) 30%
연삭숫돌의 외관 205 mmø 및 5 mmU 76. 2H
입방정 질화붕소를 보로실리케이트 유리 및 충전제와 혼합하고 약 5 mm × 3 mm × 30 mm의 형상으로 성형하고 공기중에서 1050℃의 온도에서 10시간 동안 소성하였다. 불에 달구은 이 소성체를 알루미늄 휘일 외면에 결합시켜 연삭숫돌을 제작하였다.
얻어진 연삭숫돌에 대한 연삭시험은 아래와 같은 조건하에서 평면 연삭기를 사용하여 수행하였다 :
습식 평면 횡단 연삭
연삭숫돌의 주변 속도 1500 m/min
태이블 속도 15 m/min
가로이송 속도 2 mm/통과
셋팅 깊이 20μm
연삭 물질 SKH - 51
연삭 비율(연삭량/연삭숫돌의 마모)과 여기서 사용된 동력을 측정하였고 아래 표에 나타내었다.
얻어진 전환된 합성괴의 일부를 모르타르에 분쇄하였고 엑스선 분말회전 장치(X-ray power diffraction instrument)를 사용하여 CuK α-선을 이용하여 입방정 질화붕소( 111 ) 및 육방정 질화 붕소( 002 )의 강도비로부터 육방정 질화붕소의 전환률을 구하였다.
표
실시예 첨가제 조합비 제조조건 전환율 인성 지수 가열 인성 지수 G 비율 동력
1 LiNH2-CaC2-Si 5-2-0.01 4.0GPa-1320℃ 47 84 80 903 701
2 LiNH2-CaC2-Si 5-2-0.025 4.0GPa-1320℃ 46 96 89 1092 763
3 LiNH2-CaC2-Si 5-2-0.05 4.0GPa-1320℃ 53 95 90 1057 776
4 LiNH2-CaC2-Si 5-2-0.3 4.0GPa-1320℃ 51 91 86 1099 764
5 LiNH2-CaC2-Si 5-2-0.5 4.0GPa-1320℃ 36 93 87 1096 793
6 LiNH2-CaC2-Si 5-2-0.8 4.0GPa-1320℃ 22 93 89 1056 760
7 LiNH2-CaC2-B 5-2-0.05 4.0GPa-1320℃ 49 82 74 930 721
8 LiNH2-CaC2-B 5-2-0.1 4.0GPa-1320℃ 54 81 72 972 675
9 LiNH2-CaC2-B 5-2-1.5 4.0GPa-1320℃ 46 79 75 985 691
10 LiNH2-CaC2-B 5-2-5 4.0GPa-1320℃ 43 75 71 984 698
11 LiNH2-CaC2-B 5-2-10 4.0GPa-1320℃ 31 76 71 964 677
12 LiNH2-CaC2-B 5-2-15 4.0GPa-1320℃ 19 80 76 938 685
13 LiNH2-CaC2-Si-B 5-2-0.05-1.5 4.0GPa-1320℃ 48 96 91 1056 688
14 LiNH2-Si-B 10-0.05-1.5 4.5GPa-1350℃ 37 70 67 901 661
15 CaC2-Si-B 10-0.05-1.5 4.6GPa-1360℃ 35 74 69 930 684
16 MgC2-Si-B 10-0.05-1.5 4.5GPa-1350℃ 43 74 68 927 669
17 LiNH2-Mg(NH2)2-Si-B 5-2-0.05-1.5 4.0GPa-1320℃ 53 76 69 937 662
18 Li2NH-CaC2-Si-B 5-2-0.05-1.5 4.0GPa-1320℃ 42 96 90 1075 673
19 Li2C2-Ca(NH2)2-Si-B 5-2-0.05-1.5 4.0GPa-1320℃ 47 97 91 1066 655
비교예 1 Li3N 10 4.7GPa-1370℃ 39 54 48 486 1018
비교예 2 Li3BN2 10 4.7GPa-1370℃ 33 61 54 445 1040
비교예 3 Ca3B2N4 10 4.7GPa-1370℃ 44 64 54 453 975
비교예 4 Mg 10 4.7GPa-1370℃ 38 55 46 404 994
본 발명에 의하면, 육방정 질화붕소를 우수한 자형면의 입방정 질화붕소로 전환 시킬 수 있다.

Claims (16)

  1. 입방정 질화붕소의 안정한 영역내의 온도와 압력조건을 유지하면서 육방정 질화붕소를
    (1), (i) 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 탄화물, 아미드류, 이미드류로 구성된 그룹 중에서 선택되는 적어도 1종의 화합물 및 (ii) 규소원의 존재하에서, 또는
    (2), (i) 알칼리 금속과 알칼리 토류 금속의 아미드류, 이미드류 중에서 선택되는 적어도 1종 이상의 화합물, (ii) 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 탄화물로 구성된 그룹 중에서 선택되는 적어도 1종의 화합물 및 (iii) 붕소원의 존재하에서, 또는
    (3), (i) 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 탄화물, 아미드류, 이미드류로 구성된 그룹 중에서 선택되는 적어도 1종의 화합물, (ii) 규소원 및 (iii) 붕소원의 존재하에서
    입방정 질화붕소로 전환시키는 것이 특징인 입방정 질화붕소의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기의 전환이, (i) 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 탄화물, 아미드류, 이미드류로 구성된 그룹 중에서 선택되는 적어도 1종의 화합물과, (ii) 규소원의 존재하에서 수행되는 것이 특징인 입방정 질화붕소의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기의 전환이, (i) 알칼리 금속과 알칼리 토류 금속의 아미드류, 이미드류 중에서 선택되는 적어도 1종 이상의 화합물과, (ii) 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 탄화물로 구성된 그룹 중에서 선택되는 적어도 1종의 화합물과, (iii) 붕소원의 존재하에서 수행되는 것이 특징인 입방정 질화붕소의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기의 전환이 (i) 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속의 탄화물, 아미드류, 이미드류로 구성된 그룹 중에서 선택되는 적어도 1종의 화합물과, (ii) 규소원, 및 (iii) 붕소원의 존재하에서 수행되는 것이 특징인 입방정 질화붕소의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 아미드류, 이미드류 및 탄화물로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물이 육방정 질화붕소 분자수 100 부에 대해 금속원자의 총계로서 0.1 ∼ 30 부 사용하는 것이 특징인 입방정 질화붕소의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 아미드류, 이미드류 및 탄화물로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물이 육방정 질화붕소 분자수 100 부에 대해 금속원자의 총계로서 0.5 ∼ 20 부 사용하는 것이 특징인 입방정 질화붕소의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 화합물을 구성하는 금속원자의 총계를 기준으로하여 상기의 적어도 1종의 탄화물의 비가 상기의 아미드류 및/또는 이미드류에 대해 70 : 30 ∼ 5 : 95인 것이 특징인 입방정 질화붕소의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 화합물을 구성하는 금속원자의 총계를 기준으로하여 상기의 적어도 1종의 탄화물의 비가 상기의 아미드류 및/또는 이미드류에 대해 50 : 50 ∼ 5 : 95인 것이 특징인 입방정 질화붕소의 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 규소원이 육방정 질화붕소 분자수의 100 부에 대해 규소원으로 구성된 규소원자수의 총계로서 0.01 ∼ 0.8 부 사용하는 것이 특징인 입방정 질화붕소의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 규소원이 육방정 질화붕소 분자수의 100 부에 대해 규소원으로 구성된 규소원자수의 총계로서 0.025 ∼ 0.3 부 사용하는 것이 특징인 입방정 질화붕소의 제조방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 붕소원이 육방정 질화붕소 분자수의 100 부에 대해 붕소원으로 구성된 붕소원자수의 총계로서 0.05 ∼ 15 부 사용하는 것이 특징인 입방정 질화붕소의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 붕소원이 육방정 질화붕소 분자수의 100 부에 대해 붕소원으로 구성된 붕소원자수의 총계로서 0.1 ∼ 5 부 사용하는 것이 특징인 입방정 질화붕소의 제조방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 입방정 질화붕소의 안정화 범위가 1100℃ 또는 그 이상의 온도와 3. 8 GPa 또는 그 이상의 압력하에서 선택되는 것이 특징인 입방정 질화붕소의 제조방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 전환된 입방정 질화 붕소와 비전환 육방정 질화붕소로 구성된 괴를 얻은 다음 이 괴를 분쇄하고 수산화나트륨과 물을 가한 후, 가열하여 선택적으로 육방정 질화붕소를 용해시키고 냉각한 다음, 산으로 세정하고 여과하여 입방정 질화붕소를 분리시키는 것이 특징인 입방정 질화붕소의 제조방법.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기의 적어도 1종의 아미드류, 이미드류 및 탄화물이 적어도 1종의 리튬, 마그네슘 및 칼슘의 아미드류, 이미드류 및 탄화물인 것이 특징인 입방정 질화붕소의 제조방법.
  16. 제 1 항에 있어서, LiNH2와 CaC2의 화합물을 선택적으로 규소원 및/또는 붕소원과 함께 사용하는 것이 특징인 입방정 질화붕소의 제조방법.
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