JPH0211521B2 - - Google Patents
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- JPH0211521B2 JPH0211521B2 JP59012245A JP1224584A JPH0211521B2 JP H0211521 B2 JPH0211521 B2 JP H0211521B2 JP 59012245 A JP59012245 A JP 59012245A JP 1224584 A JP1224584 A JP 1224584A JP H0211521 B2 JPH0211521 B2 JP H0211521B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、窒化ほう素の連続的製造法に関し、
特に、優れた物理的、化学的諸性質を有する六方
晶形の窒化ほう素の連続的製造方法に関する。 六方晶形の窒化ほう素は耐熱性、耐熱衝撃性、
化学的安定性、高熱伝導性、高電気絶縁性、潤滑
特性に優れ、その特性を活かして高温構造材、電
気絶縁材、トランジスター、IC、マイクロ波用
の放熱板あるいは耐摩耗材等として広く使用され
ている。本発明は、この利用価値の大きい六方晶
形窒化ほう素を製造する工業的に有利な新規方法
に係るものである。 従来、六方晶形窒化ほう素の製造方法として
は、下記反応式による方法が代表的なものとして
知られている。 (1) 2B＋N2→2BN (2) B2O3＋NH3＋高融点物質 （Ca3（PO4）2）→BN (3) BCl3＋NH3→BN＋3HCl (4) Na2B4O7＋2CO（NH2）2NH3 ―――→ 4BN＋Na2O＋4H2O＋2CO2 (5) B2O3＋3C＋N2→2BN＋3CO これら製法の中で反応式(1)及び(3)の方法は、高
価な原料を必要とし、大量生産に不向であつて工
業的に採用し難く、また、上記反応式(2)及び(4)に
よる窒化ほう素の製法は、原料が安価で大量に生
産できるため、現在、工業的に実施されている
が、その製法は多くの工程を必要とし、特に高い
気密性が要求されるアンモニアガス雰囲気の窒化
炉での処理を２段階以上行なわねばならないの
で、連続的製造は極めて困難であり、事実、これ
らの製法はバツチ式のみが採用されている。この
多くの処理工程をバツチ式で行なう場合には、設
備費と製造費がかさむために製品コスト高となる
欠点が避けられないものである。 また、反応式(5)に基づく窒化ほう素の製造は、
一段反応で、原料の価格も安いという利点はある
が、一般に、反応収率が低い、残留カーボン
が多く、その分離が必要である、1200〜1600℃
の高温反応のため、従来技術ではバツチ反応とな
り、製造装置の大型化、連続化が困難である、及
び温度分布の不均一性に由来する品質のバラツ
キが極めて大きいなどの理由から、工業的に不利
とされ、固定炉又は小型回転炉による小規模バツ
チ式が実用されているに過ぎず、特に、上記(5)の
反応式を利用する連続的製造法は到底考えられな
かつたのである。 しかし、優れた諸特性を有し、広い分野にわた
つて需要が急速に伸びている高品質の六方晶形窒
化ほう素を大量且つ安価に提供することは社会の
大きな要望である。 従つて、本発明の目的は、安価な原料を用い、
六方晶形窒化ほう素を連続的に製造する工業的方
法を提供するにある。また、他の目的は、高純度
且つ高結晶性の六方晶形窒化ほう素を安価に提供
することにある。また、更に他の目的は、上記反
応式(5)の反応を効果的に遂行させ、バラツキの小
さい高品質の六方晶形窒化ほう素を高効率で製造
しうる方法を提供することにある。その他の本発
明の目的及び優れた諸効果は、以下の記載から一
層明らかになるであろう。 本発明者らは、上記目的を達成すべく、特に、
安価な出発原料を用い１段反応で六方晶窒化ほう
素を形成させうる上記反応式(5)の方法について研
究を重ねた結果、極めて効率的で、しかも、従来
ほとんど不可能とされていた連続法により高純度
の六方晶形窒化ほう素を製造しうることを知つ
た。 すなわち、本発明は、ほう素と炭素の元素成分
重量比（Ｂ／Ｃ）が0.59〜1.22／１の範囲割合の
ほう酸と炭素及び窒化触媒の混合物を、導入口と
排出口を備えた加熱炉の導入口から連続的に挿入
し、窒素ガス又は窒素ガス含有非酸化性ガスの向
流接触条件下に、1650〜2300℃の温度に加熱して
還元、窒化反応させ、該炉の排出口から反応生成
物を連続的に取出すことを特徴とする窒化ほう素
の連続的製造方法を提供する。 本発明の方法において、ほう酸と組合せて使用
される炭素としては、例えば、通常のアセチレ
ン・ブラツク、チヤンネル・ブラツク、グラフア
イト、あるいは木炭や木粉等の炭素材が挙げられ
るが、製品純度と経済性からアセチレン・ブラツ
クが好ましく用いられる。 本発明の方法においては、窒化反応をより効率
的にするため、通常の窒化反応に使用される触
媒、例えば鉄、コバルト、ニツケル、カルシウ
ム、マグネシウム、マンガン、モリブデン等の金
属あるいはこれらの酸化物、炭酸化物等の金属化
合物の好適量が上記原料化合物に混用できる。ま
た、ほう酸と炭素及び窒化触媒の混合物は、あら
かじめ造粒してもよいが、その際ポバール、糖
密、メチルセルローズ等の造粒バインダー等を添
加混合する事は何んら差支えない。 これらの成分の混合には、通常の混合機、例え
ば、ヘンシエルミキサー、リボンミキサー、押出
機等を用いることができ、必要に応じて水分を添
加したのち、混合、乾燥を行う事もできる。又、
主成分のほう酸と炭素の混合割合は、元素重量比
Ｂ／Ｃで0.59〜1.22の範囲が採用される。Ｃに対
するＢの重量が0.59よりも小さいと、反応後の残
留カーボンが多くなり、一方、Ｂの混合割合が
1.22よりも大きいと窒化反応前のほう素化合物の
環元反応が不充分となり、ひいては窒化が充分に
進行せず、収率が低下してしまうので、上記重量
範囲割合で好ましく、更に好ましい割合は0.7〜
1.0である。 本発明の方法においては、窒化加熱反応炉とし
て、原料物質を供給する導入口と炉中を通つて加
熱反応した反応生成物を取出す排出口を備えた窒
化炉が用いられる。そのような加熱炉としては、
形状に制限はないが、通常知られた各種の堅型炉
や流動床炉又はトンネル炉が好都合に使用でき、
トンネル炉としては棚積式プツシヤー炉が特に好
ましい。これらの加熱炉は、本発明の方法におけ
る反応温度に耐える炉材、例えば炭素、炭化けい
素、窒化ほう素などの耐熱材料で構成される。 本発明においては、原料混合物を加熱炉中を一
定方向に移動させ、同時にその移動方向とは反対
の方向に窒素ガス又は窒素含有非酸化性ガスを流
しながら、該混合物を該向流窒素ガスと接触条件
下に、加熱反応させることが極めて重要であり、
この要件と組合わせて、加熱反応を従来知られた
反応温度より高い1650〜2300℃の温度範囲で行な
わせることが重要である。そのような高温加熱用
熱源は特に制限されないが、カーボンヒーターが
好ましく用いられる。加熱温度が1650℃未満の場
合には、窒化反応が充分に進行し難く、また、
2300℃を超えると窒化ほう素以外の炭化ほう素な
どの所望しない物質が副生し、目的物の純度及び
収率が低下するので好ましくない。一方、窒素又
は窒素含有非酸化性ガスを原料混合物の移動方向
と同方向、すなわち並流状に流して接触反応させ
ると、混合物中の不純物、特に酸素、水分あるい
は反応時に生成する一酸化炭素や他の金属不純物
などのガス分圧が高くなり、その結果、窒素分圧
が低下し、窒化反応が迅速に進行しなくなつた
り、生成物中に金属不純物を同伴してしまうので
好しくない。従つて、本発明の方法においては、
窒化用ガスは原料混合物の移動方向に逆行して向
流接触させることが重要であり、上記不都合が効
果的に回避されるばかりでなく、導入原料混合物
の予備加熱に有効に作用する付加効果も得られ
る。上記の窒素ガスを含有する非酸化性ガスとし
ては、例えばアルゴン、ヘリウムなどの不活性ガ
スを挙げることができるが、窒素ガス濃度はでき
るだけ高いことが望ましい。また、本発明方法に
おいて窒素ガスとは、反応系において容易に窒素
ガスに変化しうる、例えばアンモニアなどを包含
する。 本発明の方法において、窒素ガスの向流接触条
件で加熱反応させる原料混合物の反応時間は、温
度によつて変動するが、通常１〜10時間である。
また、向流させる窒素ガス等は、前記不都合が伴
わず、且つ窒化反応に遅延等の不利益をもたらさ
ない比較的低い流速が有利に採用される。 本発明の方法は、前記したように、堅型加熱
炉、又はトンネル炉、特に棚積式プツシヤー炉が
好都合に利用できる。それぞれの加熱炉の場合に
ついて説明すれば、堅型加熱炉では炉頂部より原
料を一定速度で供給し、下部より非酸化性窒素含
有ガスを向流になる様に導入し、ヒーターで炉内
を1650〜2300℃に加熱し反応させる。反応生成物
は底部より、例えばロータリーバルブを介して連
続的に一定速度で抜き出される。一方、ガス入口
から導入された非酸化性ガスは反応生成物を冷却
しながら、自体は熱せられ炉中を上昇し反応を進
行させ、上部の排気口より熱回収を行なつたの
ち、排出される。 また、トンネル炉の棚積式プツシヤー炉は、ト
ンネル状の炉内の底部にレールを設け、このレー
ル上に台板を載せ、各台板上に前記の混合物を充
填した匣鉢を積み、台板を炉入口から出口方向へ
と移送する方式のものである。棚積式プツシヤー
炉は炉本体に駆動部が無く、台板を順次、押し出
しプツシヤーでレール上を移送させる為、機械強
度が不要で本発明の様な高温反応下で主として用
いられる炭素材の使用ができるので極めて好都合
である。 本発明の方法によれば、安価な原料から一段反
応により、高純度、高結晶性の六方晶形窒化ほう
素を高反応率且つ連続的に製造することができる
ので、本発明は優れた工業的価値及び実用性を有
する。 次に具体例により本発明を更に詳細に説明す
る。なお、例中の％は、特にことわりがない限
り、重量による。 実施例 １ カーボンヒーターを備えた容量300の通常の
堅型加熱炉を用いた。 まず原料として、ほう酸500Kg、アセチレン・
ブラツク110Kg及び酸化カルシウム50Kgをポリビ
ニルアルコール1.0％水溶液50と共に混練均質
化し、直径５mm、長さ30mmのペレツトに造粒し
て、150℃の温度に加熱し完全に脱水乾燥調製し
た。これを炉の上部導入口から供給し、炉の下部
のガス供給口から窒素ガスを120／minの割合
で導入しながら、炉の中央部の周壁をカーボンヒ
ーターで約2000℃に加熱して反応を開始した。反
応開始３時間後に炉の底部の排出口のロータリー
バルブを連続的に操作しながら反応生成物である
窒化ほう素を１Kg／Hrの割合で取り出した。 反応は24時間行なつたが、極めて順調であつ
た。又、得られた生成物は５％塩酸水で洗浄後、
熱水でろ液が中性になる迄洗つた後、150℃、10
時間乾燥した。この物の平均的な分析結果はＸ線
回折では六方晶形の窒化ほう素であつて、黒鉛化
指数（Ｇ・Ｉ値）1.65の結晶性に優れた物であ
り、化学分析の結果では残留カーボン0.04％、
B2O30.08％、窒素含量56.1％と純度の高いもので
ある事を示した。又、３時間毎の生成物の分析値
のバラツキを調べたところ、カーボン0.008％、
B2O30.005％、窒素含量0.15％以内で分析誤差範
囲内であり、生成物間の品質のバラツキはほとん
ど無視出来るものであつた。尚、従来のバツチ式
では通常どの分析値も５〜20％位のバラツキが見
られた。 又、総合収率は理論値の97.8％と高く優れたも
のであつた。 同一容積のバツチ炉に比べ生産性は約15倍であ
つた。なお、上記黒鉛化指数（Ｇ・Ｉ値）は、Ｘ
線回折のピーク面積を求め、次式より算出したも
のである。Ｇ・Ｉ値が低いものほど結晶化が進ん
でいる事を示す。 Ｇ・Ｉ値＝〔100〕面積＋〔101〕面積／〔102〕
面積 実施例 ２ プツシヤー部及び炉外壁以外のヒーター、匣
鉢、台板、炉内壁、レール等は全て炭素材質で製
作されている棚積式プツシヤー炉（外形：1500×
1500×8000mm）に、窒素ガス60／minを炉出口
方向から原料混合物と向流に流し、炉圧を100mm
Aqになる様調節した。その炉内中央1000mmを
2000℃の均熱帯になる様にカーボンヒーターを制
御し、この炉内に台板に設置された匣鉢（200×
200×150mm）中へ１鉢当りほう酸500ｇ、アセチ
レン・ブラツク110ｇ、酸化マグネシウム100ｇの
混合物を仕込み、１鉢／30分サイクルで匣鉢をプ
ツシヤーで炉中へ順次移送し、この操作を240時
間連読して行なつて窒化ほう素を連続的に製造し
た。得られた生成物は５％塩酸水で洗浄し、次い
で熱水でろう液が中性になるまで洗つたのち、
150℃の温度で10時間乾燥した。得られた物はＸ
線回折の結果、六方晶形の窒化ほう素であつて、
黒鉛化指数1.50の極めて結晶性の優れた物である
ことが確認された。又、化学分析の結果は残留カ
ーボン0.03％、B2O30.09％、窒素含量56.27％の
平均値を示した。なお、各匣鉢間の化学分析値の
バラツキは各々、0.005％、0.003％、0.10％以下
で分析誤差内であり、生成物の品質のバラツキは
ほとんど無視出来るものであつた。従来のバツチ
式では、通常上記各成分の分析値はいずれも５〜
20％位のバラツキが見られる。又、総合収率は理
論値の98.5％と高く、優れたものであつた。この
方法は、同一容積の炉を用いてバツチ方式で窒化
ほう素を製造した場合の約10倍の生産性であつ
た。 実施例３〜７及び比較例１〜５ 実施例２で用いたプツシヤー炉を使用して、第
１表中に示すような反応温度条件又はほう酸と炭
素材との重量割合を変えたものなどの一連の実験
を行ない、各反応生成物の分析結果を下掲第１表
にまとめて示す。なお、分析は、反応生成物を塩
酸水処理及び熱水洗浄し乾燥したものについての
ものである。また、参考のために、前記実施例２
を対応併記した。 【表】
特に、優れた物理的、化学的諸性質を有する六方
晶形の窒化ほう素の連続的製造方法に関する。 六方晶形の窒化ほう素は耐熱性、耐熱衝撃性、
化学的安定性、高熱伝導性、高電気絶縁性、潤滑
特性に優れ、その特性を活かして高温構造材、電
気絶縁材、トランジスター、IC、マイクロ波用
の放熱板あるいは耐摩耗材等として広く使用され
ている。本発明は、この利用価値の大きい六方晶
形窒化ほう素を製造する工業的に有利な新規方法
に係るものである。 従来、六方晶形窒化ほう素の製造方法として
は、下記反応式による方法が代表的なものとして
知られている。 (1) 2B＋N2→2BN (2) B2O3＋NH3＋高融点物質 （Ca3（PO4）2）→BN (3) BCl3＋NH3→BN＋3HCl (4) Na2B4O7＋2CO（NH2）2NH3 ―――→ 4BN＋Na2O＋4H2O＋2CO2 (5) B2O3＋3C＋N2→2BN＋3CO これら製法の中で反応式(1)及び(3)の方法は、高
価な原料を必要とし、大量生産に不向であつて工
業的に採用し難く、また、上記反応式(2)及び(4)に
よる窒化ほう素の製法は、原料が安価で大量に生
産できるため、現在、工業的に実施されている
が、その製法は多くの工程を必要とし、特に高い
気密性が要求されるアンモニアガス雰囲気の窒化
炉での処理を２段階以上行なわねばならないの
で、連続的製造は極めて困難であり、事実、これ
らの製法はバツチ式のみが採用されている。この
多くの処理工程をバツチ式で行なう場合には、設
備費と製造費がかさむために製品コスト高となる
欠点が避けられないものである。 また、反応式(5)に基づく窒化ほう素の製造は、
一段反応で、原料の価格も安いという利点はある
が、一般に、反応収率が低い、残留カーボン
が多く、その分離が必要である、1200〜1600℃
の高温反応のため、従来技術ではバツチ反応とな
り、製造装置の大型化、連続化が困難である、及
び温度分布の不均一性に由来する品質のバラツ
キが極めて大きいなどの理由から、工業的に不利
とされ、固定炉又は小型回転炉による小規模バツ
チ式が実用されているに過ぎず、特に、上記(5)の
反応式を利用する連続的製造法は到底考えられな
かつたのである。 しかし、優れた諸特性を有し、広い分野にわた
つて需要が急速に伸びている高品質の六方晶形窒
化ほう素を大量且つ安価に提供することは社会の
大きな要望である。 従つて、本発明の目的は、安価な原料を用い、
六方晶形窒化ほう素を連続的に製造する工業的方
法を提供するにある。また、他の目的は、高純度
且つ高結晶性の六方晶形窒化ほう素を安価に提供
することにある。また、更に他の目的は、上記反
応式(5)の反応を効果的に遂行させ、バラツキの小
さい高品質の六方晶形窒化ほう素を高効率で製造
しうる方法を提供することにある。その他の本発
明の目的及び優れた諸効果は、以下の記載から一
層明らかになるであろう。 本発明者らは、上記目的を達成すべく、特に、
安価な出発原料を用い１段反応で六方晶窒化ほう
素を形成させうる上記反応式(5)の方法について研
究を重ねた結果、極めて効率的で、しかも、従来
ほとんど不可能とされていた連続法により高純度
の六方晶形窒化ほう素を製造しうることを知つ
た。 すなわち、本発明は、ほう素と炭素の元素成分
重量比（Ｂ／Ｃ）が0.59〜1.22／１の範囲割合の
ほう酸と炭素及び窒化触媒の混合物を、導入口と
排出口を備えた加熱炉の導入口から連続的に挿入
し、窒素ガス又は窒素ガス含有非酸化性ガスの向
流接触条件下に、1650〜2300℃の温度に加熱して
還元、窒化反応させ、該炉の排出口から反応生成
物を連続的に取出すことを特徴とする窒化ほう素
の連続的製造方法を提供する。 本発明の方法において、ほう酸と組合せて使用
される炭素としては、例えば、通常のアセチレ
ン・ブラツク、チヤンネル・ブラツク、グラフア
イト、あるいは木炭や木粉等の炭素材が挙げられ
るが、製品純度と経済性からアセチレン・ブラツ
クが好ましく用いられる。 本発明の方法においては、窒化反応をより効率
的にするため、通常の窒化反応に使用される触
媒、例えば鉄、コバルト、ニツケル、カルシウ
ム、マグネシウム、マンガン、モリブデン等の金
属あるいはこれらの酸化物、炭酸化物等の金属化
合物の好適量が上記原料化合物に混用できる。ま
た、ほう酸と炭素及び窒化触媒の混合物は、あら
かじめ造粒してもよいが、その際ポバール、糖
密、メチルセルローズ等の造粒バインダー等を添
加混合する事は何んら差支えない。 これらの成分の混合には、通常の混合機、例え
ば、ヘンシエルミキサー、リボンミキサー、押出
機等を用いることができ、必要に応じて水分を添
加したのち、混合、乾燥を行う事もできる。又、
主成分のほう酸と炭素の混合割合は、元素重量比
Ｂ／Ｃで0.59〜1.22の範囲が採用される。Ｃに対
するＢの重量が0.59よりも小さいと、反応後の残
留カーボンが多くなり、一方、Ｂの混合割合が
1.22よりも大きいと窒化反応前のほう素化合物の
環元反応が不充分となり、ひいては窒化が充分に
進行せず、収率が低下してしまうので、上記重量
範囲割合で好ましく、更に好ましい割合は0.7〜
1.0である。 本発明の方法においては、窒化加熱反応炉とし
て、原料物質を供給する導入口と炉中を通つて加
熱反応した反応生成物を取出す排出口を備えた窒
化炉が用いられる。そのような加熱炉としては、
形状に制限はないが、通常知られた各種の堅型炉
や流動床炉又はトンネル炉が好都合に使用でき、
トンネル炉としては棚積式プツシヤー炉が特に好
ましい。これらの加熱炉は、本発明の方法におけ
る反応温度に耐える炉材、例えば炭素、炭化けい
素、窒化ほう素などの耐熱材料で構成される。 本発明においては、原料混合物を加熱炉中を一
定方向に移動させ、同時にその移動方向とは反対
の方向に窒素ガス又は窒素含有非酸化性ガスを流
しながら、該混合物を該向流窒素ガスと接触条件
下に、加熱反応させることが極めて重要であり、
この要件と組合わせて、加熱反応を従来知られた
反応温度より高い1650〜2300℃の温度範囲で行な
わせることが重要である。そのような高温加熱用
熱源は特に制限されないが、カーボンヒーターが
好ましく用いられる。加熱温度が1650℃未満の場
合には、窒化反応が充分に進行し難く、また、
2300℃を超えると窒化ほう素以外の炭化ほう素な
どの所望しない物質が副生し、目的物の純度及び
収率が低下するので好ましくない。一方、窒素又
は窒素含有非酸化性ガスを原料混合物の移動方向
と同方向、すなわち並流状に流して接触反応させ
ると、混合物中の不純物、特に酸素、水分あるい
は反応時に生成する一酸化炭素や他の金属不純物
などのガス分圧が高くなり、その結果、窒素分圧
が低下し、窒化反応が迅速に進行しなくなつた
り、生成物中に金属不純物を同伴してしまうので
好しくない。従つて、本発明の方法においては、
窒化用ガスは原料混合物の移動方向に逆行して向
流接触させることが重要であり、上記不都合が効
果的に回避されるばかりでなく、導入原料混合物
の予備加熱に有効に作用する付加効果も得られ
る。上記の窒素ガスを含有する非酸化性ガスとし
ては、例えばアルゴン、ヘリウムなどの不活性ガ
スを挙げることができるが、窒素ガス濃度はでき
るだけ高いことが望ましい。また、本発明方法に
おいて窒素ガスとは、反応系において容易に窒素
ガスに変化しうる、例えばアンモニアなどを包含
する。 本発明の方法において、窒素ガスの向流接触条
件で加熱反応させる原料混合物の反応時間は、温
度によつて変動するが、通常１〜10時間である。
また、向流させる窒素ガス等は、前記不都合が伴
わず、且つ窒化反応に遅延等の不利益をもたらさ
ない比較的低い流速が有利に採用される。 本発明の方法は、前記したように、堅型加熱
炉、又はトンネル炉、特に棚積式プツシヤー炉が
好都合に利用できる。それぞれの加熱炉の場合に
ついて説明すれば、堅型加熱炉では炉頂部より原
料を一定速度で供給し、下部より非酸化性窒素含
有ガスを向流になる様に導入し、ヒーターで炉内
を1650〜2300℃に加熱し反応させる。反応生成物
は底部より、例えばロータリーバルブを介して連
続的に一定速度で抜き出される。一方、ガス入口
から導入された非酸化性ガスは反応生成物を冷却
しながら、自体は熱せられ炉中を上昇し反応を進
行させ、上部の排気口より熱回収を行なつたの
ち、排出される。 また、トンネル炉の棚積式プツシヤー炉は、ト
ンネル状の炉内の底部にレールを設け、このレー
ル上に台板を載せ、各台板上に前記の混合物を充
填した匣鉢を積み、台板を炉入口から出口方向へ
と移送する方式のものである。棚積式プツシヤー
炉は炉本体に駆動部が無く、台板を順次、押し出
しプツシヤーでレール上を移送させる為、機械強
度が不要で本発明の様な高温反応下で主として用
いられる炭素材の使用ができるので極めて好都合
である。 本発明の方法によれば、安価な原料から一段反
応により、高純度、高結晶性の六方晶形窒化ほう
素を高反応率且つ連続的に製造することができる
ので、本発明は優れた工業的価値及び実用性を有
する。 次に具体例により本発明を更に詳細に説明す
る。なお、例中の％は、特にことわりがない限
り、重量による。 実施例 １ カーボンヒーターを備えた容量300の通常の
堅型加熱炉を用いた。 まず原料として、ほう酸500Kg、アセチレン・
ブラツク110Kg及び酸化カルシウム50Kgをポリビ
ニルアルコール1.0％水溶液50と共に混練均質
化し、直径５mm、長さ30mmのペレツトに造粒し
て、150℃の温度に加熱し完全に脱水乾燥調製し
た。これを炉の上部導入口から供給し、炉の下部
のガス供給口から窒素ガスを120／minの割合
で導入しながら、炉の中央部の周壁をカーボンヒ
ーターで約2000℃に加熱して反応を開始した。反
応開始３時間後に炉の底部の排出口のロータリー
バルブを連続的に操作しながら反応生成物である
窒化ほう素を１Kg／Hrの割合で取り出した。 反応は24時間行なつたが、極めて順調であつ
た。又、得られた生成物は５％塩酸水で洗浄後、
熱水でろ液が中性になる迄洗つた後、150℃、10
時間乾燥した。この物の平均的な分析結果はＸ線
回折では六方晶形の窒化ほう素であつて、黒鉛化
指数（Ｇ・Ｉ値）1.65の結晶性に優れた物であ
り、化学分析の結果では残留カーボン0.04％、
B2O30.08％、窒素含量56.1％と純度の高いもので
ある事を示した。又、３時間毎の生成物の分析値
のバラツキを調べたところ、カーボン0.008％、
B2O30.005％、窒素含量0.15％以内で分析誤差範
囲内であり、生成物間の品質のバラツキはほとん
ど無視出来るものであつた。尚、従来のバツチ式
では通常どの分析値も５〜20％位のバラツキが見
られた。 又、総合収率は理論値の97.8％と高く優れたも
のであつた。 同一容積のバツチ炉に比べ生産性は約15倍であ
つた。なお、上記黒鉛化指数（Ｇ・Ｉ値）は、Ｘ
線回折のピーク面積を求め、次式より算出したも
のである。Ｇ・Ｉ値が低いものほど結晶化が進ん
でいる事を示す。 Ｇ・Ｉ値＝〔100〕面積＋〔101〕面積／〔102〕
面積 実施例 ２ プツシヤー部及び炉外壁以外のヒーター、匣
鉢、台板、炉内壁、レール等は全て炭素材質で製
作されている棚積式プツシヤー炉（外形：1500×
1500×8000mm）に、窒素ガス60／minを炉出口
方向から原料混合物と向流に流し、炉圧を100mm
Aqになる様調節した。その炉内中央1000mmを
2000℃の均熱帯になる様にカーボンヒーターを制
御し、この炉内に台板に設置された匣鉢（200×
200×150mm）中へ１鉢当りほう酸500ｇ、アセチ
レン・ブラツク110ｇ、酸化マグネシウム100ｇの
混合物を仕込み、１鉢／30分サイクルで匣鉢をプ
ツシヤーで炉中へ順次移送し、この操作を240時
間連読して行なつて窒化ほう素を連続的に製造し
た。得られた生成物は５％塩酸水で洗浄し、次い
で熱水でろう液が中性になるまで洗つたのち、
150℃の温度で10時間乾燥した。得られた物はＸ
線回折の結果、六方晶形の窒化ほう素であつて、
黒鉛化指数1.50の極めて結晶性の優れた物である
ことが確認された。又、化学分析の結果は残留カ
ーボン0.03％、B2O30.09％、窒素含量56.27％の
平均値を示した。なお、各匣鉢間の化学分析値の
バラツキは各々、0.005％、0.003％、0.10％以下
で分析誤差内であり、生成物の品質のバラツキは
ほとんど無視出来るものであつた。従来のバツチ
式では、通常上記各成分の分析値はいずれも５〜
20％位のバラツキが見られる。又、総合収率は理
論値の98.5％と高く、優れたものであつた。この
方法は、同一容積の炉を用いてバツチ方式で窒化
ほう素を製造した場合の約10倍の生産性であつ
た。 実施例３〜７及び比較例１〜５ 実施例２で用いたプツシヤー炉を使用して、第
１表中に示すような反応温度条件又はほう酸と炭
素材との重量割合を変えたものなどの一連の実験
を行ない、各反応生成物の分析結果を下掲第１表
にまとめて示す。なお、分析は、反応生成物を塩
酸水処理及び熱水洗浄し乾燥したものについての
ものである。また、参考のために、前記実施例２
を対応併記した。 【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ほう素と炭素の元素成分重量比（Ｂ／Ｃ）が
0.59〜1.22／１の範囲割合のほう酸と炭素及び窒
化触媒の混合物を、導入口と排出口を備えた加熱
炉の導入口から連続的に挿入し、窒素ガス又は窒
素ガス含有非酸化性ガスの向流接触条件下に、
1650〜2300℃の温度に加熱して還元、窒化反応さ
せ、該炉の排出口から反応生成物を連続的に取出
すことを特徴とする窒化ほう素の連続的製造方
法。 ２ 加熱炉が堅型炉である特許請求の範囲第１項
記載の方法。 ３ 加熱炉がトンネル型の棚積式プツシヤー炉で
ある特許請求の範囲第１項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1224584A JPS60155507A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 窒化ほう素の連続的製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1224584A JPS60155507A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 窒化ほう素の連続的製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60155507A JPS60155507A (ja) | 1985-08-15 |
| JPH0211521B2 true JPH0211521B2 (ja) | 1990-03-14 |
Family
ID=11799977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1224584A Granted JPS60155507A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 窒化ほう素の連続的製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60155507A (ja) |
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| JPH11322310A (ja) * | 1998-05-11 | 1999-11-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 立方晶窒化ホウ素多結晶砥粒およびその製造方法 |
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| JP5923106B2 (ja) * | 2011-11-02 | 2016-05-24 | 株式会社カネカ | 窒化ホウ素粉末の連続的製造方法 |
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| JPS55158176A (en) * | 1979-05-24 | 1980-12-09 | Showa Denko Kk | Manufacture of boron nitride filled carbon product |
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-
1984
- 1984-01-26 JP JP1224584A patent/JPS60155507A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60155507A (ja) | 1985-08-15 |
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