JPH0214282B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0214282B2 JPH0214282B2 JP59222485A JP22248584A JPH0214282B2 JP H0214282 B2 JPH0214282 B2 JP H0214282B2 JP 59222485 A JP59222485 A JP 59222485A JP 22248584 A JP22248584 A JP 22248584A JP H0214282 B2 JPH0214282 B2 JP H0214282B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- melamine
- water
- boron nitride
- boric acid
- atmosphere
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は窒化ほう素の製造法に関する。
従来技術
従来、窒化ほう素の工業的製造法としては、ほ
う酸またはほう砂を窒素を含む有機物、例えば尿
素、ジシアンジアミド、メラミン等で還元窒化す
る方法が行われている。
う酸またはほう砂を窒素を含む有機物、例えば尿
素、ジシアンジアミド、メラミン等で還元窒化す
る方法が行われている。
これらの方法は還元と窒化とを同一物質で行わ
れるため、効率がよい点で優れている。しかし、
この方法では得られる窒化ほう素が黒化したりあ
るいは窒化の不均一のものとなつたり、また、加
熱時に発生するガスによる原料の飛散や泡立ちが
生じ操業性が悪く、また結晶性の制御が困難であ
るなどの問題があつた。
れるため、効率がよい点で優れている。しかし、
この方法では得られる窒化ほう素が黒化したりあ
るいは窒化の不均一のものとなつたり、また、加
熱時に発生するガスによる原料の飛散や泡立ちが
生じ操業性が悪く、また結晶性の制御が困難であ
るなどの問題があつた。
発明の目的
本発明は上記従来法の欠点を解消せんとするも
のであり、その目的は酸化ほう素またはほう酸と
メラミンとを原料として、加熱に際し原料の飛散
や泡立ちがなく、また黒化がなく、目的に応じた
結晶化度をもつ均質な窒化ほう素を容易に製造す
る方法を提供するにある。
のであり、その目的は酸化ほう素またはほう酸と
メラミンとを原料として、加熱に際し原料の飛散
や泡立ちがなく、また黒化がなく、目的に応じた
結晶化度をもつ均質な窒化ほう素を容易に製造す
る方法を提供するにある。
発明の構成
本発明者は前記目的を達成すべく前記従来法に
おける問題点の生ずる原因について、酸化ほう素
とメラミンを原料とする場合について検討した結
果、不均一性は、両混合粉末を加熱すると、加熱
の際メラミンの融点（374℃）に達する前にメラ
ミンの分解、昇華が起り、また酸化ほう素の融解
（ほう酸の場合はほう酸の脱水、更に融解）が起
ることによるものであり、また、結晶性制御の困
難性は、合成に適する出発物質の混合比が限られ
ていることにあることが判つた。
おける問題点の生ずる原因について、酸化ほう素
とメラミンを原料とする場合について検討した結
果、不均一性は、両混合粉末を加熱すると、加熱
の際メラミンの融点（374℃）に達する前にメラ
ミンの分解、昇華が起り、また酸化ほう素の融解
（ほう酸の場合はほう酸の脱水、更に融解）が起
ることによるものであり、また、結晶性制御の困
難性は、合成に適する出発物質の混合比が限られ
ていることにあることが判つた。
そこで更に検討した結果、ほう酸または酸化ほ
う素とメラミンとに、水を混合して均一に撹拌す
ると、反応してメラミンが存在しない混合物が得
られ、これを溶媒分離操作をすることなくそのま
ま乾燥し、更にこれを非酸化性雰囲気下又は大気
中で180℃〜300℃で仮焼すると非晶質のBNが得
られる。また、これを更に非酸化性ガス雰囲気中
で700〜2300℃で加熱すると、ほう酸とメラミン
の混合比に応じて結晶質（hBN）から非晶質
（tBN）までの様々な結晶化度の窒化ほう素が得
られることを究明し得た。この知見に基いて本発
明を完成した。
う素とメラミンとに、水を混合して均一に撹拌す
ると、反応してメラミンが存在しない混合物が得
られ、これを溶媒分離操作をすることなくそのま
ま乾燥し、更にこれを非酸化性雰囲気下又は大気
中で180℃〜300℃で仮焼すると非晶質のBNが得
られる。また、これを更に非酸化性ガス雰囲気中
で700〜2300℃で加熱すると、ほう酸とメラミン
の混合比に応じて結晶質（hBN）から非晶質
（tBN）までの様々な結晶化度の窒化ほう素が得
られることを究明し得た。この知見に基いて本発
明を完成した。
本発明の要旨は、酸化ほう素またはほう酸とメ
ラミンとを、Ｂ／Ｎ原子比で１／３〜２／１の割
合に混合したものを、水を混合して反応させ、次
いでこれを溶媒分離操作をすることなくそのまま
乾燥し、さらに非酸化性雰囲気下又は大気中で
180〜300℃で仮焼し、或いは乾燥のまま又はさら
に非酸化性雰囲気下又は大気中で180〜300℃で仮
焼した後、非酸化性ガス雰囲気下で300〜2300℃
で加熱することを特徴とする窒化ほう素の製造法
にある。
ラミンとを、Ｂ／Ｎ原子比で１／３〜２／１の割
合に混合したものを、水を混合して反応させ、次
いでこれを溶媒分離操作をすることなくそのまま
乾燥し、さらに非酸化性雰囲気下又は大気中で
180〜300℃で仮焼し、或いは乾燥のまま又はさら
に非酸化性雰囲気下又は大気中で180〜300℃で仮
焼した後、非酸化性ガス雰囲気下で300〜2300℃
で加熱することを特徴とする窒化ほう素の製造法
にある。
第１図はB2O3とメラミンとの混合割合を変え、
メラミン１ｇ当り約10ｇの水を加えて撹拌混合し
た後、80℃で乾燥した粉末のＸ線回折図とメラミ
ンのＸ線回折図を示す。
メラミン１ｇ当り約10ｇの水を加えて撹拌混合し
た後、80℃で乾燥した粉末のＸ線回折図とメラミ
ンのＸ線回折図を示す。
該図が示すように、水の存在下でB2O3とメラ
ミン（C3N6H6）とのＢ／Ｎの原子比が１／３以
上になると、メラミンは存在しなくなる。図には
示さなかつたが、Ｂ／Ｎの原子比が１／３未満に
なるとメラミンが残存して、得られる窒化ほう素
を黒色〜褐黒色化（以下黒色化と記載する）する
原因となる。
ミン（C3N6H6）とのＢ／Ｎの原子比が１／３以
上になると、メラミンは存在しなくなる。図には
示さなかつたが、Ｂ／Ｎの原子比が１／３未満に
なるとメラミンが残存して、得られる窒化ほう素
を黒色〜褐黒色化（以下黒色化と記載する）する
原因となる。
従つて、Ｂ／Ｎ原子比で１／３以上の割合で混
合したものであることが必要である。
合したものであることが必要である。
Ｂの割合が多いとhBN化が促進される。結晶
性のよいhBNを得るにはＢ／Ｎ＝１／１以上で
あることが望ましくおおよそＢ／Ｎ＝２／１まで
ほう酸の量に応じて結晶性の改善が見られ、これ
以上のほう酸は酸化ほう素として製品中に無益に
残存する。一方無定型BNを得るにはメラミンが
過剰、通常Ｂ／Ｎ＝１／２以上であることがよ
い。従つて、好ましいＢ／Ｎ比の範囲は１／３〜
２／１である。水の混合量は原料としてほう酸か
あるいは酸化ほう素を使用するかによつて多少相
違するが、酸化ほう素は水と反応してほう酸とな
るので、それに消費する水の量だけ多くあればよ
い。
性のよいhBNを得るにはＢ／Ｎ＝１／１以上で
あることが望ましくおおよそＢ／Ｎ＝２／１まで
ほう酸の量に応じて結晶性の改善が見られ、これ
以上のほう酸は酸化ほう素として製品中に無益に
残存する。一方無定型BNを得るにはメラミンが
過剰、通常Ｂ／Ｎ＝１／２以上であることがよ
い。従つて、好ましいＢ／Ｎ比の範囲は１／３〜
２／１である。水の混合量は原料としてほう酸か
あるいは酸化ほう素を使用するかによつて多少相
違するが、酸化ほう素は水と反応してほう酸とな
るので、それに消費する水の量だけ多くあればよ
い。
水の好ましい混合割合は、ほう酸を使用した場
合には、メラミン１ｇ当り、少なくとも水1.2ｇ
であることが適当である。メラミン１ｇ当り1.5
〜２ｇの水を加えると糊状になり撹拌できるが、
２ｇを超えると次第に流動性が生じ、ボールミル
でも撹拌することができる。水の量が多過ぎると
乾燥に時間がかかるばかりでなく、容器も大容量
のものを必要とするので、撹拌に差支えない程度
であればよく、通常20ｇまでで十分である。
合には、メラミン１ｇ当り、少なくとも水1.2ｇ
であることが適当である。メラミン１ｇ当り1.5
〜２ｇの水を加えると糊状になり撹拌できるが、
２ｇを超えると次第に流動性が生じ、ボールミル
でも撹拌することができる。水の量が多過ぎると
乾燥に時間がかかるばかりでなく、容器も大容量
のものを必要とするので、撹拌に差支えない程度
であればよく、通常20ｇまでで十分である。
得られた反応混合物を溶媒分離操作することな
くそのまま乾燥し、または更に非酸化性雰囲気下
または大気中で180〜300℃で仮焼する。乾燥した
粉末は白色結晶質である。仮焼すると、第２図に
示すように、（B2O33モルとメラミン１モルとを
使用した場合を示す）脱水は180℃でピークを示
し、300℃までで完了する。この脱水工程で重量
が約1/2〜1/3に減少し、非晶質BNに似たＸ線回
折図を示す粉末が得られる。この工程では水蒸気
が発生し、また脱ガスも伴うので、以後の工程と
別個に行うことが好ましい。このようにして得ら
れた非晶質BNはBN粗製原料として、BN焼結体
用として使用できる。
くそのまま乾燥し、または更に非酸化性雰囲気下
または大気中で180〜300℃で仮焼する。乾燥した
粉末は白色結晶質である。仮焼すると、第２図に
示すように、（B2O33モルとメラミン１モルとを
使用した場合を示す）脱水は180℃でピークを示
し、300℃までで完了する。この脱水工程で重量
が約1/2〜1/3に減少し、非晶質BNに似たＸ線回
折図を示す粉末が得られる。この工程では水蒸気
が発生し、また脱ガスも伴うので、以後の工程と
別個に行うことが好ましい。このようにして得ら
れた非晶質BNはBN粗製原料として、BN焼結体
用として使用できる。
次いで、任意工程であるが、非酸化性ガス雰囲
気下で300〜2300℃で加熱する。300℃から700℃
までは減量を伴い最終製品の1.1〜1.3倍となり、
結晶化せず、700〜1000℃では殆ど減量せず、結
晶化は進むものの目立つた結晶化の進行は認めら
れない。
気下で300〜2300℃で加熱する。300℃から700℃
までは減量を伴い最終製品の1.1〜1.3倍となり、
結晶化せず、700〜1000℃では殆ど減量せず、結
晶化は進むものの目立つた結晶化の進行は認めら
れない。
1000℃以上では再び減量が起り結晶化が進行
し、Ｂ／Ｎ＝１／１の混合物ではhBNのピークが明 らかになる。2100℃で加熱して得られたものは、
白色粉末で、Ｂ／Ｎ＝１／１〜１／３では99％以上の BNが含まれていた。Ｘ線回折図は、出発原料の
Ｂ／Ｎの比で異なり、Ｂ／Ｎ＝１／１の場合は1200 ℃でhBNが観測され、Ｂ／Ｎ＝１／２以下では
無定型BNが観測される。
し、Ｂ／Ｎ＝１／１の混合物ではhBNのピークが明 らかになる。2100℃で加熱して得られたものは、
白色粉末で、Ｂ／Ｎ＝１／１〜１／３では99％以上の BNが含まれていた。Ｘ線回折図は、出発原料の
Ｂ／Ｎの比で異なり、Ｂ／Ｎ＝１／１の場合は1200 ℃でhBNが観測され、Ｂ／Ｎ＝１／２以下では
無定型BNが観測される。
加熱の温度は2300℃までで、これ以上の加熱は
BNを分解する。
BNを分解する。
実施例 １
B2O335ｇとメラミン21ｇとを混合し、約200ｇ
の水中に撹拌しながら徐々に加えた後、ボールミ
ルで十分撹拌した。これを溶媒分離操作すること
なく80℃で乾燥し、白色の結晶粉末を得た。さら
に窒素ガス気流中で300℃に加熱して無定型構造
の生成物を得た。
の水中に撹拌しながら徐々に加えた後、ボールミ
ルで十分撹拌した。これを溶媒分離操作すること
なく80℃で乾燥し、白色の結晶粉末を得た。さら
に窒素ガス気流中で300℃に加熱して無定型構造
の生成物を得た。
これを更に窒素ガス気流中で800℃に加熱して
窒化ほう素粉末を得た。この粉末は白色で、乱層
構造窒化ほう素のＸ線回折図を示し、収率は重量
で理論値の106％で、まだ完全には窒化ほう素化
していないことを示している。
窒化ほう素粉末を得た。この粉末は白色で、乱層
構造窒化ほう素のＸ線回折図を示し、収率は重量
で理論値の106％で、まだ完全には窒化ほう素化
していないことを示している。
1200℃に加熱するとhBNの回折線を示し、更
に2100℃に加熱して最終製品とした。収率は約95
重量％で、BN含有率は99.8重量％以上であつた。
各加熱段階におけるＸ線回折図は第３図に示す通
りであつた。
に2100℃に加熱して最終製品とした。収率は約95
重量％で、BN含有率は99.8重量％以上であつた。
各加熱段階におけるＸ線回折図は第３図に示す通
りであつた。
実施例 ２
B2O316.2ｇ、メラミン19.6ｇを約200ｇの水中
に加えてボールミルで撹拌混合した後、溶媒分離
操作することなく80℃で乾燥して白色粉末を得
た。これを空気中で200℃で加熱した後、更に窒
素ガス気流中で1200℃に加熱して、やや褐色を帯
びた窒化ほう素粉末を得た。収率は約98重量％、
Ｘ線回折図は第４図に示すような幅広で、乱層構
造の窒化ほう素であつた。
に加えてボールミルで撹拌混合した後、溶媒分離
操作することなく80℃で乾燥して白色粉末を得
た。これを空気中で200℃で加熱した後、更に窒
素ガス気流中で1200℃に加熱して、やや褐色を帯
びた窒化ほう素粉末を得た。収率は約98重量％、
Ｘ線回折図は第４図に示すような幅広で、乱層構
造の窒化ほう素であつた。
発明の効果
本発明の方法による従来法におけるような加熱
工程で急激なガス発生による原料の飛散や泡立ち
がなく、また黒色化することがなく、極めて収率
よく、目的に応じて様々な結晶化度をもつ窒化ほ
う素を製造できる優れた効果を有する。
工程で急激なガス発生による原料の飛散や泡立ち
がなく、また黒色化することがなく、極めて収率
よく、目的に応じて様々な結晶化度をもつ窒化ほ
う素を製造できる優れた効果を有する。
第１図はB2O3とメラミンとの混合比を変え、
メラミン１ｇ当り約10ｇの水を加えて反応させた
後、80℃で乾燥して得られた粉末のＸ線回折図、
第２図はB2O33モルとメラミン１モルとの混合物
を水に加えて反応させた混合物を80℃で乾燥して
得られた粉末を加熱した減量変化図、第３図は実
施例１で得られた各加熱において得られたものの
Ｘ線回折図、第４図は実施例２で得られた窒化ほ
う素のＸ線回折図である。
メラミン１ｇ当り約10ｇの水を加えて反応させた
後、80℃で乾燥して得られた粉末のＸ線回折図、
第２図はB2O33モルとメラミン１モルとの混合物
を水に加えて反応させた混合物を80℃で乾燥して
得られた粉末を加熱した減量変化図、第３図は実
施例１で得られた各加熱において得られたものの
Ｘ線回折図、第４図は実施例２で得られた窒化ほ
う素のＸ線回折図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酸化ほう素またはほう酸とメラミンとを、
Ｂ／Ｎ原子比で１／３〜２／１の割合に混合した
ものを、水を混合して反応させ、次いでこれを溶
媒分離操作することなくそのまま乾燥し、非酸化
性雰囲気下又は大気中で180〜300℃で仮焼するこ
とを特徴とする窒化ほう素の製造法。 ２ 酸化ほう素またはほう酸とメラミンとを、
Ｂ／Ｎ原子比で１／３〜２／１の割合に混合した
ものを、水を混合して反応させ、次いでこれを溶
媒分離操作することなくそのまま乾燥し、乾燥の
まま又はさらに非酸化性雰囲気下又は大気中で
180〜300℃で仮焼した後、非酸化性ガス雰囲気下
で300〜2300℃で加熱することを特徴とする窒化
ほう素の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22248584A JPS61191505A (ja) | 1984-10-23 | 1984-10-23 | 窒化ほう素の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22248584A JPS61191505A (ja) | 1984-10-23 | 1984-10-23 | 窒化ほう素の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61191505A JPS61191505A (ja) | 1986-08-26 |
| JPH0214282B2 true JPH0214282B2 (ja) | 1990-04-06 |
Family
ID=16783166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22248584A Granted JPS61191505A (ja) | 1984-10-23 | 1984-10-23 | 窒化ほう素の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61191505A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61286207A (ja) * | 1985-06-08 | 1986-12-16 | Showa Denko Kk | 窒化ホウ素の製造法 |
| JPH01278404A (ja) * | 1988-04-27 | 1989-11-08 | Union Carbide Corp | 窒化ホウ素の製造方法 |
| 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 |
| CN100368284C (zh) * | 2005-12-02 | 2008-02-13 | 中国科学院物理研究所 | 利用金属氧化物合成氮化物的方法 |
| JP5026389B2 (ja) * | 2008-10-21 | 2012-09-12 | 電気化学工業株式会社 | 六方晶窒化ホウ素の製造方法 |
| JP7562077B2 (ja) * | 2020-06-17 | 2024-10-07 | 株式会社豊田中央研究所 | 熱伝導性フィラー及びそれを用いた熱伝導性複合材料、並びにそれらの製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1208937A (fr) * | 1957-12-11 | 1960-02-26 | Union Carbide Corp | Procédé de préparation du nitrure de bore |
| US3241918A (en) * | 1962-05-09 | 1966-03-22 | Union Carbide Corp | Method for preparing boron nitride |
| JPS60151202A (ja) * | 1983-08-25 | 1985-08-09 | Yuka Meramin Kk | 窒化ホウ素の製造方法 |
-
1984
- 1984-10-23 JP JP22248584A patent/JPS61191505A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61191505A (ja) | 1986-08-26 |
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