JPH02157165A - 窒化アルミニウム焼結体 - Google Patents
窒化アルミニウム焼結体Info
- Publication number
- JPH02157165A JPH02157165A JP63312001A JP31200188A JPH02157165A JP H02157165 A JPH02157165 A JP H02157165A JP 63312001 A JP63312001 A JP 63312001A JP 31200188 A JP31200188 A JP 31200188A JP H02157165 A JPH02157165 A JP H02157165A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered body
- aluminum nitride
- boron
- nitride sintered
- borosilicate glass
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/581—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on aluminium nitride
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は窒化アルミニウム焼結体に係り、より詳しく述
べると高温での耐酸化性を付与して高熱伝導率の窒化、
アルミニウム焼結体を高温構造材料として使用すること
を可能にしたものを提供するものである。
べると高温での耐酸化性を付与して高熱伝導率の窒化、
アルミニウム焼結体を高温構造材料として使用すること
を可能にしたものを提供するものである。
窒化アルミニウムは高熱伝導率である性質を有するので
、放熱性に着目してＩＣ基板などに使用されている。ま
た、窒化アルミニウムと窒化ホウ素との複合セラミック
スが切削性を有するのでマシナブルセラミックスとして
提案されている。
、放熱性に着目してＩＣ基板などに使用されている。ま
た、窒化アルミニウムと窒化ホウ素との複合セラミック
スが切削性を有するのでマシナブルセラミックスとして
提案されている。
また、窒化アルミニウムではなく、窒化ケイ素焼結体に
関して、焼結助剤として少なくともホウ素又はホウ素化
合物を使用した焼結体を高温酸素雰囲気中で処理して表
面にホウケイ酸塩とクリストハライ１−を含む層を形成
し、それによって窒化ケイ素焼結体を強化しかつ耐酸化
性を高める技術が開示されている（特開昭６２−２５２
３８８号公報）。
関して、焼結助剤として少なくともホウ素又はホウ素化
合物を使用した焼結体を高温酸素雰囲気中で処理して表
面にホウケイ酸塩とクリストハライ１−を含む層を形成
し、それによって窒化ケイ素焼結体を強化しかつ耐酸化
性を高める技術が開示されている（特開昭６２−２５２
３８８号公報）。
窒化アルミニウムは上記の如く熱伝導性に優れているの
で、この性質を利用した高温構造材料としての用途が期
待されるが、窒化アルミニウムは高温で容易に酸化され
るため、高温構造材料としては問題がある。
で、この性質を利用した高温構造材料としての用途が期
待されるが、窒化アルミニウムは高温で容易に酸化され
るため、高温構造材料としては問題がある。
そこで、本発明は窒化アルミニウムに高温耐酸化性を付
与して熱伝導性に優れた高温構造材料として使用できる
ようにすることを目的とする。
与して熱伝導性に優れた高温構造材料として使用できる
ようにすることを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、焼結助剤として
少なくともホウ素又はホウ素化合物とケイ素又はケイ素
化合物とを使用し、焼結体の表面にホウケイ酸塩ガラス
膜を形成せしめて成ることを特徴とする窒化アルミニウ
ム焼結体を提供する。
少なくともホウ素又はホウ素化合物とケイ素又はケイ素
化合物とを使用し、焼結体の表面にホウケイ酸塩ガラス
膜を形成せしめて成ることを特徴とする窒化アルミニウ
ム焼結体を提供する。
ここにホウケイ酸塩ガラスとはＢｚＯ：＋−３ｉＯ□−
Ｒ２０又は／及びＲＯ又は／及びＲ２０３（式中、Ｒは
すＩ・リウムのようなアルカリ金属、マグネシウム、カ
ルシウムのような土類金属、アルミニウムなどの３価の
金属のいずれかである）で表される組成を有するガラス
相である。なお、ＲｚＯ、ＲＯ、Ｒ２Ｏ５は１種ではな
く２種以」二の混合組成でもよい。
Ｒ２０又は／及びＲＯ又は／及びＲ２０３（式中、Ｒは
すＩ・リウムのようなアルカリ金属、マグネシウム、カ
ルシウムのような土類金属、アルミニウムなどの３価の
金属のいずれかである）で表される組成を有するガラス
相である。なお、ＲｚＯ、ＲＯ、Ｒ２Ｏ５は１種ではな
く２種以」二の混合組成でもよい。
このボウケイ酸塩ガラスの表面膜は窒化アルミニウムの
焼結助剤として少なくともホウ素又はホウ素化合物とケ
イ素又はケイ素化合物とを使用して焼結体を形成後、大
気中あるいは酸素雰囲気下約１０００〜１５００°Ｃの
温度で酸化処理することによって形成できる。
焼結助剤として少なくともホウ素又はホウ素化合物とケ
イ素又はケイ素化合物とを使用して焼結体を形成後、大
気中あるいは酸素雰囲気下約１０００〜１５００°Ｃの
温度で酸化処理することによって形成できる。
ホウ素化合物としては例えば窒化ホウ素（ＲＮ）、炭化
ホウ素（８４Ｃ）、酸化ホウ素（Ｂ２０３）など、ゲイ
素化合物としては例えば酸化ケイ素（ＳｉＯ□）、窒化
ケイ素（ＳｉＪ４） 、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などを用
いるごとができる。限定するわけではないが、ホウ素又
はホウ素化合物の添加量は一般に１〜１０重景％重量イ
素又はゲイ素化合物の添加量は一般に１〜１０重量％の
範囲である。これら以外の焼結助剤としてはホウケイ酸
塩ガラスのＲ成分又はその化合物を併用するごとができ
るが、その添加量は１〜１０重量％の範囲が一般的であ
る。好ましい焼結助剤の例は窒化ホウ素２〜３重量％、
シリカ４〜６重量％である。
ホウ素（８４Ｃ）、酸化ホウ素（Ｂ２０３）など、ゲイ
素化合物としては例えば酸化ケイ素（ＳｉＯ□）、窒化
ケイ素（ＳｉＪ４） 、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などを用
いるごとができる。限定するわけではないが、ホウ素又
はホウ素化合物の添加量は一般に１〜１０重景％重量イ
素又はゲイ素化合物の添加量は一般に１〜１０重量％の
範囲である。これら以外の焼結助剤としてはホウケイ酸
塩ガラスのＲ成分又はその化合物を併用するごとができ
るが、その添加量は１〜１０重量％の範囲が一般的であ
る。好ましい焼結助剤の例は窒化ホウ素２〜３重量％、
シリカ４〜６重量％である。
窒化アルミニウム焼結体の製造は慣用の方法に従うこと
ができ、原料粉末を成形し、不活性雰囲気（通常Ｎ２）
中で焼成する。
ができ、原料粉末を成形し、不活性雰囲気（通常Ｎ２）
中で焼成する。
焼成後、製品形状にするために機械加工することができ
る。
る。
次いで、酸素含有雰囲気中で酸化処理を行う。
−船釣には、大気中、１０００〜１５００°Ｃ１好まし
くは１２００〜１５００°Ｃの温度で２〜５時間保持す
る。
くは１２００〜１５００°Ｃの温度で２〜５時間保持す
る。
こうして、窒化アルミニウム焼結体表面に形成されるホ
ウケイ酸塩ガラスの厚さとしては１ ｍｍ程度が適当で
ある。
ウケイ酸塩ガラスの厚さとしては１ ｍｍ程度が適当で
ある。
窒化アルミニウムが焼結助剤として少なくともホウ素成
分とケイ素成分を含むので、焼結後の酸化処理でホウ素
成分はＢ２０．に、ケイ素成分は５ｉＯｚに、窒化アル
ミニウムはＡｆｆｉ２０：＋に、その他の焼結助剤成分
（Ｒ成分）はＲ２０又はＲＯ又はＲ２Ｏ３になり、全体
としてホウケイ酸塩ガラス膜を形成する。
分とケイ素成分を含むので、焼結後の酸化処理でホウ素
成分はＢ２０．に、ケイ素成分は５ｉＯｚに、窒化アル
ミニウムはＡｆｆｉ２０：＋に、その他の焼結助剤成分
（Ｒ成分）はＲ２０又はＲＯ又はＲ２Ｏ３になり、全体
としてホウケイ酸塩ガラス膜を形成する。
このボウケイ酸塩ガラスは高温下で耐酸化性を有し、窒
化アルミニウム焼結体内部が高温下で酸化されることを
防止することができる。
化アルミニウム焼結体内部が高温下で酸化されることを
防止することができる。
窒化アルミニウム（八ρＮ）８５ｗｔ％、窒化ホウ素（
ＢＮ） ８匈ｔ％、シリカ（ＳｉＯ□）５ｗｔ％、−酸
化す１−リウム（ＮａｚＯ） ２ｗｔ％の組成の混合
粉末をφ２０ｍｍ高さ３０ｍｍの棒状に成形し、次にＮ
２雰囲気で１７５０°Ｃまで加熱して窒化アルミニウム
焼結体を得た。
ＢＮ） ８匈ｔ％、シリカ（ＳｉＯ□）５ｗｔ％、−酸
化す１−リウム（ＮａｚＯ） ２ｗｔ％の組成の混合
粉末をφ２０ｍｍ高さ３０ｍｍの棒状に成形し、次にＮ
２雰囲気で１７５０°Ｃまで加熱して窒化アルミニウム
焼結体を得た。
次に大気中１３００°Ｃで２時間酸化処理を行うことに
より表層にホウケイ酸塩ガラスの膜（膜厚１ｍｍ）を形
成させた。このホウケイ酸塩ガラスは、化学分析による
と８２０３−５ｉＯｚ−Ｎａ２０−八ｊ２２０３からな
っており、Ｂ２Ｏ３はＢＮがＡＩ！、２０３は＾ｆｆ１
Ｎが酸化したものである。酸化膜の厚みはＸ線マイクロ
アナライザー（Ｅ Ｉ）Ｍ八）で８周べられる。
より表層にホウケイ酸塩ガラスの膜（膜厚１ｍｍ）を形
成させた。このホウケイ酸塩ガラスは、化学分析による
と８２０３−５ｉＯｚ−Ｎａ２０−八ｊ２２０３からな
っており、Ｂ２Ｏ３はＢＮがＡＩ！、２０３は＾ｆｆ１
Ｎが酸化したものである。酸化膜の厚みはＸ線マイクロ
アナライザー（Ｅ Ｉ）Ｍ八）で８周べられる。
次に、本発明の窒化アルミニウム焼結体と従来の窒化ア
ルミニウムと比較する為１０００°Ｃで１００時間まで
の高温酸化試験を行った。従来の窒化アルミニウム焼結
体としては、焼結助剤としてＹ２Ｏ３及び＾２□０３を
各々５重量％添加したものを用いた。
ルミニウムと比較する為１０００°Ｃで１００時間まで
の高温酸化試験を行った。従来の窒化アルミニウム焼結
体としては、焼結助剤としてＹ２Ｏ３及び＾２□０３を
各々５重量％添加したものを用いた。
その結果を第１図に示すが、本発明品は内部への酸化の
進行がなく、窒化アルミニウムの特性劣化がないことが
確認された。
進行がなく、窒化アルミニウムの特性劣化がないことが
確認された。
本発明による窒化アルミニウム焼結体は表層のホウケイ
酸塩ガラス膜により、窒化アルミニウムの酸化が防止さ
れ、特性劣化がなく、高熱伝導率の高温構造材料として
の使用が可能になる。
酸塩ガラス膜により、窒化アルミニウムの酸化が防止さ
れ、特性劣化がなく、高熱伝導率の高温構造材料として
の使用が可能になる。
第】図は本発明の効果を示す高温面４久試験の結果を表
すグラフ図である。
すグラフ図である。
Claims (1)
- １．焼結助剤として少なくともホウ素又はホウ素化合物
とケイ素又はケイ素化合物とを使用し、焼結体の表面に
ホウケイ酸塩ガラス膜を形成せしめて成ることを特徴と
する窒化アルミニウム焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63312001A JPH02157165A (ja) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | 窒化アルミニウム焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63312001A JPH02157165A (ja) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | 窒化アルミニウム焼結体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02157165A true JPH02157165A (ja) | 1990-06-15 |
Family
ID=18024011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63312001A Pending JPH02157165A (ja) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | 窒化アルミニウム焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02157165A (ja) |
-
1988
- 1988-12-12 JP JP63312001A patent/JPH02157165A/ja active Pending
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