TWI507351B - 氮化鋁粉末及其製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係有關一種氮化鋁粉末及其製造方法,其係適合於作為用以填充於樹脂或脂膏、接著劑、塗料等之中而使散熱性提高之散熱材料用填料。
由於氮化鋁係具優越之電絕緣性,且具有高導熱性,其燒結體或已填充粉末之樹脂或脂膏、接著劑、塗料等之材料係被期待作為具有高導熱性之散熱材料。
為了使該散熱材料之導熱係數提高,將具有高導熱性之填料高度填充於成為基質之樹脂中係重要。因此,強烈要求球形度(sphericity)高、粒徑為數μm至數百μm左右,且粗粒之含有率為低的氮化鋁粉末。
一般而言,於氮化鋁粉末之製法中,已知於碳之存在下將氧化鋁進行氮化之氧化鋁還原氮化法、使鋁與氮直接反應之直接氮化法、於烷基鋁與氨反應後進行加熱之氣相法等。
其中,利用還原氮化法及氣相法所獲得的氮化鋁粒子,雖然形狀接近於球形,但現狀係其粒徑僅可獲得次微米等級者。
另一方面,由於利用直接氮化法所獲得的氮化鋁粉末係藉由粉碎、分級所製造,雖然能夠獲得粒徑為數μm至數百μm左右之氮化鋁粉末,但所獲得的粒子係球形度低的非晶質粒子。因而,利用上述方法所獲得的氮化鋁粉末難以高度填充於樹脂中。
針對於此,已有人揭示有效獲得球形度高的氮化鋁粉末之方法,係在含氮之非氧化性氣體環境下煅燒氧化鋁粉末、鹼土金屬化合物或稀土化合物之粉末與碳粉末之混合粉末而製造氮化鋁粉末之方法(參閱專利文獻1)。
此方法係利用發揮使鹼土金屬化合物或稀土化合物加速氮化反應之作用,而在1500℃之低溫中使氮化鋁生成。
利用上述方法所獲得的氮化鋁粒子係球形度高者,但粒徑至多為1 μm左右,無法獲得數μm等級之較大粒徑者。另外,於上述方法中,難以控制所獲得的氮化鋁粉末之粒徑。例如,使用鹼土金屬化合物之情形,已確認於所獲得的氮化鋁粉末中,含有必要以上之大粒徑的粗粒。而且,從上述1 μm左右之附著性高的氮化鋁粉末,難以分離如此之粗粒。
【專利文獻1】日本特開平5-221618號公報
因而,本發明之目的係在於用於以良好生產性生產具有最適於填料用途之高球形度且平均粒徑為數μm至數百μm之較大的粒子,而且粗粒之含有率低之氮化鋁粉末粉末之方法,及以如此之方法所獲得之氮化鋁粉末。
依本發明人等係為了解決上述課題而進行鑽研之結果,發現下列事實,於是完成本發明:於在固定之高溫區域中之含氮氣體環境下煅燒氧化鋁或氧化鋁水合物之Al源粉末、與稀土金屬化合物(燒結助劑)之粉末與碳(還原劑)粉末的混合粉末而製造氮化鋁粉末之際,藉由該Al源粉末係使用具有特定之一次粒徑者,且稀土金屬化合物粉末係選擇相對於該Al源粉末之一次粒徑而言具有特定倍率以上之大粒徑者,能以良好生產性獲得具有球形度高且具上述預期之粒徑,而且粗粒之含有率低的氮化鋁粉末。
亦即,若根據本發明,提供一種氮化鋁粉末之製造方法,其特徵為包含以下步驟:準備作為Al源之一次粒徑為0.001至6 μm之氧化鋁或氧化鋁水合物之粉末、與平均粒徑(D50
)在2至80 μm之範圍內且具有該Al源之一次粒徑的6倍以上之平均粒徑(D50
)的稀土金屬化合物粉末、與碳粉末;混合該Al源粉末、稀土金屬化合物粉末、與碳粉末;藉由在將該獲得之混合粉末於含氮氣環境下、於1620至1900℃之溫度下,保持2小時以上而還原氮化該Al源。
於本發明之製造方法中,每100質量份之該Al源,較佳為使用0.5至50質量份之該稀土金屬化合物粉末、35至50質量份之該碳粉末之量。
若根據上述製造方法,能夠獲得一種氮化鋁粉末,其平均粒徑(D50
)為6至280 μm,且以體積換算時,具有平均粒徑(D50
)之5倍以上粒徑的粗粒含有率為10%以下。
還有,所謂Al源粉末之一次粒徑係針對氧化鋁粉末或氧化鋁水合物粉末,藉由穿透型電子顯微鏡,針對30個以上之粒子而測定一定方向之粒徑時的算術平均值。
另外,平均粒徑(D50
)係指利用雷射繞射散亂法所測出的粒度分布中之累積體積為50%時的粒徑。亦即,此情形之粒徑並非一次粒徑而為二次粒徑(凝聚之粒子直徑)。
若根據本發明之製造方法,能夠以良好生產性獲得具有最適於填料用途之較大的平均粒徑(6 μm至280 μm)且具有高球形度、且具有平均粒徑(D50
)之5倍以上的粒徑之粗粒成分少的氮化鋁粉末。
亦即,於本發明中,由於將一次粒徑小的氧化鋁或氧化鋁水合物之粉末作為Al源使用,同時也將具有較Al源粉末為大的平均粒徑之稀土金屬化合物作為燒結助劑使用,因此係以被覆稀土化合物之各個粒子的方式來使Al源之粒子附著於其表面。因而,在既定之高溫區域(1620至1900℃)下之含氮氣體環境下,Al源粒子會一面從稀土化合物粒子之表面依序熔融、一面進行還原氮化反應,此結果,所獲得的氮化鋁粒徑變得與稀土化合物之粒徑相關,能夠獲得如上所述較大粒徑的AlN粉末。
由此而得以理解的方式,於本發明中,可藉由調整稀土化合物之粒徑而控制所獲得的AlN之粒徑。其結果,可獲得粗粒之發生也少且粒子接近於球形之球形度高的AlN粉末。
具有如上述粒子構造的AlN粉末能夠高度填充於各種樹脂或脂膏中,故能夠發揮作為散熱材料的導熱係數。
(實施發明之最佳形態)
本發明之製造方法係利用氮化還原法而製造氮化鋁(AlN)粉末之方法,使用Al源粉末、與燒結助劑(稀土金屬化合物)之粉末與碳粉末(還原劑),藉由在一定高溫之含氮氣體環境下煅燒此等之混合粉末,利用氮化還原而製造AlN粉末,必要時也能夠於氮化還原後進行脫碳處理。
<Al源粉末>
於本發明中,AlN之Al源可使用氧化鋁或氧化鋁水合物。
如此之Al源,只要是係將具有α、γ、θ、δ、η、κ、χ等之結晶構造之氧化鋁、或勃姆石、硬水鋁石、三水鋁石、三羥鋁石及六方水鋁石等利用加熱而脫水轉移而最後全部或一部分將轉移成α氧化鋁之氧化鋁水合物的話,均可利用,此等能夠單獨使用,也能夠混合二種以上而使用。
於本發明中,特別適合使用反應活性高且控制為容易之α氧化鋁、γ氧化鋁及勃姆石。
作為上述Al源所用之氧化鋁或氧化鋁水合物係以粉末之形態而被使用,其一次粒徑必須為0.001至6 μm,較佳為0.01至4 μm,更佳為0.1至2 μm之範圍內。亦即,一次粒徑不在上述範圍之情形,還原氮化反應將不均勻地進行,會發生所獲得的AlN粉末的粗粒含有率變高之問題。
<碳>
於本發明所用之碳係發揮作為還原劑之機能者,能夠使用碳黑、石墨粉末。碳黑適合使用爐黑、槽黑及乙炔黑。所用之碳黑的BET比表面積較佳為0.01至500 m2
/g之範圍內。
<燒結助劑>
於本發明中,燒結助劑係使用稀土金屬化合物。
於如此之稀土金屬化合物中,稀土金屬可舉例:釔、鑭、鈰、鐠、鋱等,其化合物可舉例:氧化物、碳化物、鹵化物(例如氟化物)等。含有此等之稀土金屬之化合物能夠單獨使用,也能夠合併複數種而使用。
另外,該稀土金屬化合物亦可為可在還原氮化中生成前述例示的稀土金屬之氧化物、碳化物或鹵化物者。例如,也能夠使用稀土金屬之碳酸鹽、硝酸鹽、乙酸鹽、氫氧化物等。
於本發明中,於上述稀土金屬化合物之中,尤適於使用在1200至1900℃,更佳於1300至1800℃可與氧化鋁共熔融者,例如氧化釔等。亦即,使用該共熔解溫度低於1200℃的化合物之情形,氧化鋁粒子變得容易凝聚,另外,使用上述溫度超過1900℃的化合物之情形,將有難以獲得球形度高的粒子之傾向。
另外,可對於上述的稀土金屬化合物,視需要實施脂肪酸處理等公知之表面處理。
另外,就上述稀土化合物而言,為了將所獲得的AlN粉末之粒徑調整成較大的尺寸,其平均粒徑(D50
)在2 μm至80 μm,較佳在3 μm至65 μm,更佳在4 μm至50 μm之範圍內,如上所述,其原因為:本發明中,該稀土金屬化合物之粒徑與所獲得的AlN粉末之粒徑相關。
於本發明中,為了使稀土金屬化合物之粒徑與所獲得的AlN粉末之粒徑相關,該稀土化合物的平均粒徑(D50
)必須在上述Al源的一次粒徑之6倍以上,較佳在8倍以上,更佳在10倍以上之範圍內。其原因為:亦即,由於稀土金屬化合物之粒徑較Al源粒子為大了相當多,Al源粒子會附著於稀土金屬化合物粒子之表面使得覆蓋此稀土金屬化合物之各個大粒子,並在此狀態下進行還原氮化反應,其結果,所獲得的AlN粉末之粒徑會接近於所用之稀土金屬化合物之粒子的大小且球形度也變高。
亦即,相對於氧化鋁之一次粒徑而言,該平均粒徑(D50
)脫出上述倍數之範圍之情形,氧化鋁之還原氮化反應將非均一地進行,不僅會發生所獲得的氮化鋁粉末之球形度變低的問題,而且所獲得的氮化鋁粉末之粒徑的控制將變得困難,也會發生粗粒之含有率變高之問題。
還有,若稀土金屬化合物之粒徑比起較Al源粒子為過大時,因為有還原氮化反應之進行變得不均勻之虞,故如此之化合物的平均粒徑(D50
)理想為以在上述範圍內做為的條件,而在Al源之一次粒徑的150倍以下。
另外,在上述稀土金屬化合物的粉末中,以體積換算,使用具有平均粒徑(D50
)的5倍以上粒徑的粗粒含有率為5%以下,較佳為3%以下,更佳為1%以下者,於獲得粗粒之含量抑制至更少量的AlN粉末方面為較佳。
另外,於本發明中,只要不會損及上述較大粒徑的稀土金屬化合物粉末所為的粒度調整作用,則也能夠併用其他燒結助劑。如此之其他燒結助劑可舉例:於1200至1900℃,較佳於1300至1800℃,與氧化鋁可進行共熔融的鹼土金屬之氧化物、碳酸化物或鹵化物等,代表例可舉例:氧化鈣。
<原料混合粉末之調製>
於本發明中,上述各原料的粉末係以混合粉末之形式供應後述還原氮化步驟。
如此之混合粉末之調製並未予以特別限定,一般而言,使用摻合機、混合機、球磨機等之混合機而進行。
還有,作為原料所使用的Al源粉末只要具有上述範圍之一次粒徑即可,由於還原氮化反應係以一次粒子作為單位而進行,其二次粒徑並未予以特別限制,但若形成過大之凝聚粒子時,還原氮化反應之進行會有變得不均勻之虞。因而,在與其他原料粉末混合之前,較佳為先適當粉碎,以使得此Al源粉末之二次粒徑(亦即,凝聚粒徑)成為所添加的稀土金屬化合物之1/4倍以下,更佳為1/6倍以下。
於上述混合粉末中,各原料粉末以下列之比例而使用時,對於使還原氮化反應快速且均勻地以前述形態進行為較佳。
亦即,相對於Al源粉末100質量份,稀土金屬化合物之粉末較佳為以0.5至50質量份,特佳為以1至25質量份之比例摻合;碳粉末為以35至50質量份,較佳為以37至46質量份,更佳為38至43質量份之比例摻合。
<還原氮化>
於本發明中,還原氮化反應係藉由將該混合粉末於含氮氣體環境下,在1620至1900℃之溫度下保持2小時以上所實施。
於上述反應溫度較1620℃為低時,氮化反應將難以進行,另外,會有即使氮化反應結束,AlN粒子之球形化或是粒子之成長仍未充分進行之情形。另一方面,若上述反應溫度超過1900℃時,稀土化合物將於短時間內飛散,生成導熱係數低的氧氮化物(AlON)。另外,氧也變得容易固溶於AlN粒子中,AlN粒子本身之導熱性變低。
上述反應溫度特佳為1620至1800℃。
上述反應時間低於2小時的話,氮化反應未充分進行,無法充分提高AlN粒子之球形度。
上述反應時間特佳為8至20小時。
如上所述之還原氮化進行至使氮充分擴散至上述混合粉末中即可,例如,藉由下列方法等而能夠進行還原氮化:將上述混合粉末填充於碳製之裝定器等中並使氮氣流通之方法;使用旋轉窯之方法;使用流動層之方法等。此等之中,特別適合為將混合粉末填充於碳製之裝定器等中並使氮氣流通之方法。
<後處理>
於本發明中,由於依照上述反應所獲得的AlN粉末含有剩餘的碳,必要時較佳為進行脫碳處理。
該脫碳處理係將碳氧化而去除者,係使用氧化性氣體進行。此氧化性氣體若為空氣、氧氣等之能夠去除碳之氣體的話,則能夠採用,但考量經濟性或獲得之氮化鋁的氧濃度,則空氣為適合。另外,處理溫度一般宜為500至900℃,考量脫碳之效率與氮化鋁表面之過度氧化,以600至750℃為適。
若氧化溫度過高時,氮化鋁粉末之表面將過度被氧化,會有難以獲得目的粉末的傾向,故較佳為選擇適當之氧化溫度與反應時間。
<氮化鋁粉末>
利用上述本發明方法所獲得的氮化鋁(AlN)粉末,球形度高,且平均粒徑(D50
)在6至280 μm,較佳為在7至150 μm,更佳為在8至100 μm之範圍內。另外,以體積換算,具有平均粒徑(D50
)之5倍以上的粒徑之含有率為10%以下,較佳為5%以下,更佳為3%以下。
另外,如此之AlN結晶的C軸之晶格常數係顯示為4.9800以上,特佳為4.9802以上,進一步較佳為4.9804以上之值。
上述C軸之晶格常數係使用X射線繞射裝置,將Si作為外部標準物質使用而測出的值,係成為評估AlN粒子之固溶氧濃度的指標。亦即,C軸之晶格常數為越大的AlN粒子,固溶氧濃度越低,AlN粒子本身之導熱係數越高。另外,C軸之晶格常數之值為4.9775以下之情形,有時AlN粒子本身之導熱係數低。
還有,於本發明中,構成AlN粉末之AlN粒子的球形度之指標能夠藉由長徑與短徑之比(DS/DL)而表示。例如,依照本發明所獲得的AlN粒子之球形度(DS/DL)為0.75以上,尤其較佳為0.80以上,進一步較佳為0.85以上,具有極高的球形度。
必要時,可將本發明之AlN粉末(尤其已進行脫碳處理者)粉碎、分級,調整成按照目的之粒度。
另外,於使用之前,為了使耐水性或樹脂之相溶性提高,可利用公知方法處理AlN粒子之表面。具體而言,可舉例:利用矽油、烷基化(silylation)劑、矽烷偶合劑等之有機矽化合物、磷酸或磷酸鹽、脂肪酸所進行的處理;利用聚醯胺樹脂等之高分子所進行的皮膜處理;氧化鋁、氧化矽等之無機質皮膜處理等。
<用途>
上述的氮化鋁粉末係用於活用AlN性質之各種用途,尤其,作為AlN基板之原料、散熱材料用填料使用。例如,能夠作為摻合於散熱片、散熱脂膏、散熱接著劑、塗料、導熱性樹脂等之中以散熱材料用填料的形式而廣泛使用。
於此,成為散熱材料之基質的樹脂或脂膏,可舉例:環氧樹脂、導入介晶基(mesogenic group)之環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、酚樹脂等之熱硬化性樹脂;或聚乙烯、聚丙烯、聚醯胺、聚碳酸酯、聚醯胺、聚苯硫醚等之熱可塑性樹脂;另外,矽酮橡膠、EPR、SBR等之橡膠類;矽酮油。
此等之中,作為散熱材料之基質,例如,適合為環氧系樹脂、矽氧烷系樹脂,為了作成高柔軟性散熱構件,期望為加成反應型液狀矽氧烷橡膠。
為了使散熱材料之導熱性提高,每100質量份之樹脂、橡膠或油,宜添加150至1000質量份之填料。如此之散熱材料中,除了本發明之AlN粉末以外,也包含利用本發明方法以外之方法所獲得的AlN粉末,有粉碎狀氧化鋁、球形氧化鋁、氮化硼、氧化鋅、碳化矽、石墨等之填料,亦可將一種或數種之此等與AlN粉末一起填充,只要是因應散熱材料之特性或用途而選擇本發明之AlN粉末與除此之外的填料形狀、粒徑即可。一般而言,本發明之AlN粉末與除此之外的填料之混合比能夠於1:99至99:1之範圍內進行適度調整。
例如,欲獲得高導熱之高散熱材料之情形,也可與利用其他方法所獲得的數種AlN粉末組合後使用。具體而言,可將本發明之AlN粉末、與粒徑為0.1 μm至500 μm左右的以還原氮化法或直接氮化法獲得之AlN粉末、將此等使噴霧乾燥所獲得的AlN顆粒燒結之燒結顆粒組合使用,使得能對樹脂高度填充。
另外,謀求對樹脂高度填充填料之情形,適合採用合併使用本發明之AlN粉末與數種平均粒徑為10至100 μm之球形氧化鋁的方法。
欲將異方向性賦予散熱材料之導熱性之情形下,也能夠組合使用本發明之AlN粉末與數種平均粒徑為1至50 μm之氮化硼。
上述填料,如前述,亦可利用矽烷偶合劑等進行表面處理。另外,亦可將塑化劑、加硫劑、硬化加速劑、脫模劑等之添加劑進一步添加於散熱材料中。
上述為散熱材料之樹脂組成物,可藉由利用摻合機或混合機進行混合而製造。另外,散熱材料係利用壓製成型法、擠壓成型法、刮刀法、樹脂浸漬法而成型樹脂組成物,並進行此樹脂組成物之加熱硬化或光效果而能夠製造。
實施例
以下,更具體說明本發明,但本發明並不受此等實施例所限定。在實施例及比較例中之各種物性係利用下列方法而測定。
(1)粒徑
平均粒徑(D50
)係利用均質器而使試料分散於焦磷酸鈉水溶液中,利用雷繞射粒度分布裝置(日機裝股份有限公司製MICROTRAC HRA)而測定。還有,Al源粉末之二次粒徑(凝聚粒徑)亦以此平均粒徑(D50
)表示。
另外,Al源粉末中之一次粒徑係藉穿透型電子顯微鏡而測定。
(2)粗粒之含有率
利用均質器而使AlN粉末之試料分散於焦磷酸鈉水溶液中,利用雷繞射粒度分布裝置(日機裝股份有限公司製MICROTRAC HRA)而測定,並計算體積換算之平均粒徑(D50
)的5倍以上之粒徑的粒子當做粗粒。
(3)粉末之形狀
AlN粉末之形狀係利用掃瞄型電子顯微鏡(日立製作所製S-2600N)而觀察。
(4)結晶之C軸的晶格常數
AlN結晶之C軸的晶格常數係使用X線繞射裝置(Rigaku(股份)製RINT-1400),將Si作為外部標準物質使用而測定。
(5)粒子之長徑與短徑之比
從AlN粉末之電子顯微鏡的相片像,選出任意之粒子100個,使用尺來測定粒子像之長徑(DL)與短徑(DS),將其比(DS/DL)之平均值作為球形度的指標。
(6)陽離子雜質含量
AlN粉末之陽離子雜質含量(金屬元素濃度)係於鹼熔融AlN粉末後,利用酸中和,使用ICP發光分析計(島津製作所製ICPS-7510)而定量。
(7)矽氧烷橡膠片之導熱係數
將導熱性矽氧烷橡膠組成物成型成10 cm×6 cm、厚度3 mm之大小,於150℃之熱風循環式烘箱中加熱1小時而硬化,使用導熱係數計(京都電子工業製QTM-500)而測定導熱係數。還有,為了防止來自檢測部之漏電,使厚度10 μm之聚偏二氯乙烯薄膜介於中間而測定。
<實施例1>
Al源係使用一次粒徑0.3 μm(二次粒徑1.1 μm)、比表面積9.7 m2
/g之α氧化鋁;碳係使用比表面積125 m2
/g之碳黑;稀土化合物係使用平均粒徑5.0 μm之氧化釔。
混合上述α氧化鋁100質量份、碳黑42質量份、氧化釔5.0質量份之後,填充於石墨之裝定器中。
接著,於氮氣體環境下,在煅燒溫度1700℃、煅燒時間15小時之條件下進行還原氮化反應。
之後,於空氣環境下,在700℃進行12小時氧化處理而獲得AlN粉末。
利用上述方法,進行所獲得的AlN粉末之平均粒徑(D50
)、粗粒之含有率、結晶之C軸晶格常數、粒狀之長徑與短徑之比、陽離子雜質含量之測定及形狀之觀察。將結果顯示於表1。
接著,利用加壓揑合機進行混練:
AlN粉末 900質量份
混煉(milable)型矽氧烷 100質量份
(Momentive Performance Materials Japan聯合公司製TSE201)
脫模劑 0.5份。
於冷卻混練物之後,使用輥來與交聯劑0.5份混合後,於180℃加壓壓製15分鐘,獲得長度10 cm、寬度6 cm、厚度3 mm之片材。
針對所獲得的片材,利用上述方法測定導熱係數。將結果合併顯示於表1。
<實施例2>
除了Al源係使用一次粒徑0.05 μm(二次粒徑0.9 μm)、比表面積230 m2
/g之γ氧化鋁以外,與實施例1同樣地進行而製作AlN粉末。
對於所獲得的AlN粉末之各種物性,進行與實施例1同樣之測定而將結果顯示於表1。
另外,使用所獲得的AlN粉末而與實施例1同樣地製作片材,測定導熱係數。將結果顯示於表1。
<實施例3>
除了將煅燒溫度設為1650℃以外,與實施例1同樣地進行而製作AlN粉末。
對於所獲得的AlN粉末之各種物性,進行與實施例1同樣之測定而將結果顯示於表1。
另外,使用所獲得的AlN粉末而與實施例1同樣地製作片材,並測定導熱係數。將結果顯示於表1。
<實施例4>
除了將氧化釔之摻合量設為3.0質量份以外,與實施例1同樣地進行而製作AlN粉末。
對於所獲得的AlN粉末之各種物性,進行與實施例1同樣之測定而將結果顯示於表1。
另外,使用所獲得的AlN粉末而與實施例1同樣地製作片材,並測定導熱係數。將結果顯示於表1。
<實施例5>
除了將氧化釔之摻合量設為10.0質量份以外,與實施例1同樣地進行而製作AlN粉末。
對於所獲得的AlN粉末之各種物性,進行與實施例1同樣之測定而將結果顯示於表1。
另外,使用所獲得的AlN粉末而與實施例1同樣地製作片材,並測定導熱係數。將結果顯示於表1。
<實施例6>
除了將碳黑之摻合量設為39質量份以外,與實施例1同樣地進行而製作AlN粉末。
對於所獲得的AlN粉末之各種物性,進行與實施例1同樣之測定而將結果顯示於表2。
另外,使用所獲得的AlN粉末而與實施例1同樣地製作片材,測定導熱係數。將結果顯示於表2。
<實施例7>
除了稀土化合物係使用平均粒徑35.0 μm之氧化釔以外,與實施例1同樣地進行而製作AlN粉末。
對於所獲得的AlN粉末之各種物性,進行與實施例1同樣之測定而將結果顯示於表2。
另外,使用所獲得的AlN粉末而與實施例1同樣地製作片材,並測定導熱係數。將結果顯示於表2。
<實施例8>
除了Al源係使用一次粒徑5.1 μm(二次粒徑5.3 μm)、比表面積0.67 m2
/g之α氧化鋁;稀土化合物係使用平均粒徑35.0 μm之氧化釔以外,與實施例1同樣地進行而製作AlN粉末。
對於所獲得的AlN粉末之各種物性,進行與實施例1同樣之測定而將結果顯示於表2。
另外,使用所獲得的AlN粉末而與實施例1同樣地製作片材,測定導熱係數。將結果顯示於表2。
<實施例9>
除了Al源係使用一次粒徑1.8 μm(二次粒徑1.8 μm)、比表面積0.92 m2
/g之α氧化鋁;稀土化合物係使用平均粒徑11.8 μm之氧化釔以外,與實施例1同樣地進行而製作AlN粉末。
對於所獲得的AlN粉末之各種物性,進行與實施例1同樣之測定而將結果顯示於表2。
另外,使用所獲得的AlN粉末而與實施例1同樣地製作片材,測定導熱係數。將結果顯示於表2。
<比較例1>
除了稀土化合物係使用平均粒徑1.0 μm之氧化釔以外,與實施例1同樣地進行而製作AlN粉末。
對於所獲得的AlN粉末之各種物性,進行與實施例1同樣之測定而將結果顯示於表3。
另外,使用所獲得的AlN粉末而與實施例1同樣地製作片材,測定導熱係數。將結果顯示於表3。
<比較例2>
除了Al源係使用一次粒徑7.1 μm(二次粒徑7.3 μm)、比表面積0.25 m2
/g之α氧化鋁;稀土化合物係使用平均粒徑50.2 μm之氧化釔以外,與實施例1同樣地進行而製作AlN粉末。
對於所獲得的AlN粉末之各種物性,進行與實施例1同樣之測定而將結果顯示於表3。
另外,使用所獲得的AlN粉末而與實施例1同樣地製作片材,但黏度高而無法製作片材。
<比較例3>
除了Al源係使用一次粒徑1.8 μm(二次粒徑1.8 μm)、比表面積0.92 m2
/g之α氧化鋁;稀土化合物係使用平均粒徑2.5 μm之氧化釔以外,與實施例1同樣地進行而製作AlN粉末。
對於所獲得的AlN粉末之各種物性,進行與實施例1同樣之測定而將結果顯示於表3。
另外,使用所獲得的AlN粉末而與實施例1同樣地製作片材,但黏度高而無法製作片材。
<比較例4>
除了Al源係使用一次粒徑12.0 μm(二次粒徑13.4 μm)、比表面積0.13 m2
/g之α氧化鋁;稀土化合物係使用平均粒徑20.0 μm之氧化釔以外,與實施例1同樣地進行而製作AlN粉末。
對於所獲得的AlN粉末之各種物性,進行與實施例1同樣之測定而將結果顯示於表3。
另外,使用所獲得的AlN粉末而與實施例1同樣地製作片材,但黏度高而無法製作片材。
<比較例5>
除了稀土化合物係使用平均粒徑1.6 μm之氧化釔以外,與實施例1同樣地進行而製作AlN粉末。
對於所獲得的AlN粉末之各種物性,進行與實施例1同樣之測定而將結果顯示於表3。
另外,使用所獲得的AlN粉末而與實施例1同樣地製作片材,測定導熱係數。將結果顯示於表3。
<比較例6>
除了Al源係使用一次粒徑0.1 μm(二次粒徑0.5 μm)、比表面積18.4 m2
/g之α氧化鋁;稀土化合物係使用平均粒徑1.5 μm之氧化釔以外,與實施例1同樣地進行而製作AlN粉末。
對於所獲得的AlN粉末之各種物性,進行與實施例1同樣之測定而將結果顯示於表3。
另外,使用所獲得的AlN粉末而與實施例1同樣地製作片材,測定導熱係數。將結果顯示於表3。
<比較例7>
除了Al源係使用一次粒徑1.8 μm(二次粒徑1.8 μm)、比表面積0.92 m2
/g之α氧化鋁;稀土化合物係使用平均粒徑10.0 μm之氧化釔以外,與實施例1同樣地進行而製作AlN粉末。
對於所獲得的AlN粉末之各種物性,進行與實施例1同樣之測定而將結果顯示於表3。
另外,使用所獲得的AlN粉末而與實施例1同樣地製作片材,但黏度高而無法製作片材。
【產業上利用性】
由於在本發明所獲得的AlN粉末具有適合於填料之形狀、粒徑,能夠對樹脂或脂膏等之基質進行高度填充。因此,能夠獲得導熱係數高的散熱片、散熱凝膠、散熱脂膏、散熱接著劑、相變化片材、金屬基底基板之絕緣層。具體而言,能夠將來自MPU或功率電晶體、變壓器等之發熱性電子零件之熱有效地傳導至散熱鰭片或散熱風扇等散熱零件。
圖1係顯示實施例1所獲得的AlN粉末之粒子構造的電子顯微鏡相片。
Claims (2)
- 一種氮化鋁粉末之製造方法,其特徵為包含以下步驟:準備作為Al源之一次粒徑為0.001至6μm之氧化鋁或氧化鋁水合物之粉末、與平均粒徑(D50 )在2至80μm之範圍內且具有該Al源之一次粒徑的6倍以上之平均粒徑(D50 )的稀土金屬化合物粉末、與碳粉末;混合該Al源粉末、稀土金屬化合物粉末、與碳粉末;藉由將該獲得之混合粉末,在含氮氣環境下、於1620至1900℃之溫度下保持2小時以上而還原氮化該Al源。
- 如申請專利範圍第1項之製造方法,其中每100質量份之該Al源,使用0.5至50質量份之該稀土金屬化合物粉末、35至50質量份之該碳粉末之量。
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