JPH0222110A - 窒素化合物 - Google Patents

窒素化合物

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JPH0222110A
JPH0222110A JP1103280A JP10328089A JPH0222110A JP H0222110 A JPH0222110 A JP H0222110A JP 1103280 A JP1103280 A JP 1103280A JP 10328089 A JP10328089 A JP 10328089A JP H0222110 A JPH0222110 A JP H0222110A
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titanium
reactor
gas
inlet nozzle
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JP1103280A
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Terence A Egerton
テレンス　アーサー　イーガートン
Anthony G Jones
アンソニー　ゴウルド　ジョーンズ
Stephen R Blackburn
スチーブン　リチャード　ブラックバーン
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Tioxide Group Ltd
Original Assignee
Tioxide Group Ltd
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    • C01B21/082—Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals
    • C01B21/0821—Oxynitrides of metals, boron or silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0894—Processes carried out in the presence of a plasma
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
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    • C01P2006/12—Surface area
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    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
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    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は窒素化合物、特にチタン窒化物にｎｔ＋する。
［従来の技術と発明が解決しようとする課題］窒素とチ
タンとの各種化合物が開示されてきており、−膜内に言
えばこれらは２つの一般的な方法のいずれかによって得
られている。これらの方法は高温気相工程を用いるもの
とこれを用いないものとがある。高温気相工程を用いな
い方法は通常は褐色の粗粒窒化チタン生成物を一般に生
成させ、この生成物の典型的な粒度は鉄又はタングステ
ンといった金属不純物も導入する強度な摩砕後に３ｍ２
／’Ｊ程度の表面積を与える。
さらに小さい粒度の生成物が他方の高温気相製造法によ
り得ることはできるが、これらの生成物は１５重量％を
超える量の酸素及び／又は塩素を含有する。
今や、所望の性質を有し、制御された微細な粒度と明確
に定義された範囲内の量のＭ索を有する新規な生成物が
得られた。
［課題を解決するための手段１ 本発明によれば、微ＩＩな黒色粉体はＢ　Ｅ−ｒ測定法
により求めた比表面積が１０〜８０ｍ２／ｇでありかつ
生成物の全重量に対して１〜１０重量％の聞の酸素を含
有する窒化チタンからなる。
−殻内に言えば、本発明の黒色粉体は主成分としてチタ
ン、窒素及び酸素を含有し、ｔＪ造工程の間に添加され
る適当なハロゲン化物から誘導されるその他の元素の化
合物を任意に含有する。そのような他の元素としてはケ
イ素、ホウ素、ジルコニウム、アルミニウム及びスズ並
びにある種のハロゲン、例えば塩素が挙げられ、各元素
は黒色粉体中に１５重憬％の濃度まで存在することがで
きるが、チタン、窒素及び酸素の外の元素の合計濃度は
１５重量％を超えない。好ましくは、チタン、窒素及び
酸素の外の元素の合計中量は５重量％を超えない。
チタンと窒素の８昂は正確な化学組成の窒化チタンに必
らずしも一致する必要はなく、これらの吊はかなりの節
回にわたって変化することができる。一般にこれらの川
は実験式ＴｉｘＮ、のチタン窒化物に相当し、この式中
、Ｘ対ｙのモル比は０．８５〜１．２５、好ましくは０
．９０〜１．２０の範囲内である。
この黒色粉体は前記の通り、生成物の全重量に対して１
〜１０重冷％の範囲の吊のＷ１県を含有する。表面分析
法（例えばＸ線光電子分光法）により調べた生成物のい
くつかの試料の場合、酸素の大部分が窒化チタン粒子の
表面に存在していたが、Ｘ線回折法により独立した酸化
チタン相の存在は認められなかった。
酸素の昂並びにチタンと窒素の名聞は生成物の比粒度と
同様に、生成物の最終用途に対して望ましいように決定
される。この点についてのその他の情報は後の方で与え
られる。
また本発明によれば、黒色窒化チタンの製造方法は、一
対の電極間に直流電流を放電することによって非酸化ガ
ス流中に形成された電気プラズマによりアンモニアとハ
ロゲン化チタンとを所定の反応温度に加熱すること、前
記加熱されたガスを入口ノズルから反応器に導入するこ
と、前記反応器は再循環比（ＲＲ）が２．５より大きく
なるように前記反応器内にガス状物質の循環を誘起する
ように構成されかつ操作されること及び黒色窒化チタン
を捕集することからなり、前記再循環比は次式で定義さ
れる。
Ｒ−前記ノズルが入る反応器の内半径 Ｍ−人口ノズルから下′ａ４Ｒの距離における質量流量 Ｒｎ＝入日ノズルの半径 ［）ｎ＝人口ノズルを通るガス流の密度Ｄ＝入ロノズル
から下ｎ　４　Ｒの距離における反応器内のガスの密度 反応器の内半径が一定でない場合でも前記の弐覧五半径
Ｒの平均値を用いて近似として用いることができる。
その他の近似として各密度は反応及び１１）？！ｉｔを
無視して計算される。
通常、反応又は解離を考ｂ！ｌ　Ｌ／ない場合のチタン
ハロゲン化物の濃度は全ガス流に関して５〜３０モル％
、好ましくは７〜２５モル％である。
反応器の概略図は添付図面の第１図に示されている。図
面において反応器１は円筒形状をなし、その長さに沿っ
て一定の内半径（Ｒ＞を有する。
加熱されたガス流は入口１３から内半径Ｒｎのノズル２
を通って導入される。多数の入口４が反応物の導入のた
めに設けられている。図面には反応器に沿って入口ノズ
ルから反応器の半径の４倍の距離にある箇所Ｘが示され
、また箇所１４で排出される生成物を分離する手段１０
Ｂ示されている。
反応物は、不活性ガス、例えばアルゴン、窒素及び水素
といった非酸化ガスの流れによって適当な温度に加熱さ
れる。この非酸化ガスは、反応物を必要な反応温度に加
熱するのに十分な熱エネルギーを反応器に導入するよう
にガス状プラズマに導入するのに足る適当なレベルのパ
ワーで直流電流が供給された１対の電極間を通過するこ
とにより加熱される。入口ジェットを介してガス状プラ
ズマに導入されるパワーは種々のパラメーターに依存し
、プラズマにハロゲン化チタン１モル当り５０〜５００
　ｋｃａｌ／分の正味パワーを与えることが好ましい。
広範囲の電圧と電流を用いることができる。しかし、典
型的には供給される直流電流の電圧はアルゴンの場合で
２５〜５０ｖ、窒素及び水素の場合で９０〜２５０ｖ１
好ましくは９０〜２２０ｖの範囲、電流はアルゴンの場
合で２００〜６００Ａ、窒素及び水素の場合で８０−、
２５　ＯＡの範囲とすることができる。
反応物はハロゲン化チタン及びアンモニアである。典型
的なハロゲン化物はフッ化物と塩化物であり、四塩化チ
タンが好ましい。各反応物は１個又は２個以上の入口か
ら別々に反応器内のガス状型的な１１はハロゲン化チタ
ンについては０．１〜５．０モル／分、アンモニアにつ
いては０．２〜５０．０モル／分である。
反応器は前に定義した再循環比が少なくとも２．５とな
るように構成され、操作される。この循環比は通常は１
０を超えることはなく、３〜９の範囲が好ましい。
市に説明した通り、本発明の生成物に望ましい正確な組
成は最終用途にある程度依存し、この生成物はチタン、
窒素及び酸素の外の元素を含むことができる。反応物ｔ
よ金属ハロゲン化物又は非金属ハロゲン化物、例えば塩
化ケイ素、塩化ホウ素、塩化ジルコニウム、塩化アルミ
ニウム又は塩化スズを所望により添加含有することがで
きる。これらは反応器に直接添加されるか、反応物の１
種又は２種以上と予備混合される。
反応後、本発明の生成物は冷却の前又は後に適当な濾過
方法によりガス流から取り出すことができる。必要に応
じて予熱されるセラミックフィルターと同様に袋状の布
製フィルタークロスを用いることができる。流体が供給
される洗浄器を所望により用いることができ、濃度２０
％以下の塩酸でガス流を洗浄するのが適切な方法である
ことが判明した。
本発明の方法を実施するための１つの特定な装置を添付
の図面について例示としてのみ説明する。
第２図及び第３図に示すように、反応器１は、非酸化ガ
スが通るプラズマガンのノズル２からのプラズマ炎によ
り加熱される。反応物（例えば四塩化チタンとアンモニ
ア）はニッケル類のバーナーリング４を通って初期反応
域３に導入される。
次いで、Ｏ温ガスは断熱セメントの層６で断熱された高
アルミナセメント５製の次の反応域に入り、そこから鋼
鉄製の一次冷却域７に入り、水スプレー８により冷部さ
れる。
反応物は冷却域７を出るとアルミニウム製の有孔急冷リ
ング９により窒素で急冷され、フィルターバンク１０に
入り、そこで生成物は廃ガスから分離される。酸性廃ガ
ス（例えばＨＣＪりは２つの洗浄３１１により他の廃ガ
スから分離除去（洗浄）されてから大気中へ放出される
。洗ｒｐ器１１内の流れは空気ベンチュリ１２により維
持される。
本発明の生成物は各種の用途に用いることができる。こ
の生成物はインキ、ペイント、プラスチックス及び化粧
品用の黒色顔料として用いることかでき、また、電１１
障害シールド又は帯電防止用途に用いられる製品への導
電性添加剤としても用いることができる。この生成物は
また、窒化ケイ素、ジルコニア又はアルミナを主成分と
したセラミック材料の放電加工を容易にし又は加熱要素
を製造するための導電性添加剤としても用いることがで
きる。さらに、この生成物は、切所貝として用いること
ができる焼成セラミックス、例えば窒化物の硬度と強度
を改善する。この生成物はまた、その他の物品、例えば
押出機のダイに被覆して耐摩耗性を改善するのにも、物
品に装飾被覆を与えるのにも用いることができる。この
生成物はまた、磁気記録テープ用の研摩クリーナー及び
帯電防止添加剤として用いることもできる。この生成物
はまた、宝石又は装施品として用いるのに適した金色光
沢のあるセラミック物品を形成するのに、添加剤を用い
ないで焼成することもできる。焼成小片はスパッタリン
グターゲットとして用いることができ、したがって光沢
のある金色被覆物を得るのに用いることができる。
本発明の生成物を導電性添加剤として用いようとする場
合、好ましくは生成物は酸素を１〜４重醋％含有しかつ
１０〜３５７ｙＬ２／９の表面積を有し、最も好ましく
は酸素を１．５〜３重Ｍ％含有しかつ１５〜３０ＩｒＬ
２／ＳＪの表面積を有する。
この生成物を黒色含伝として又はセラミックスに用いよ
うとする場合、好ましくは生成物は酸素を４〜１０重量
％、最も好ましくは６へ一１０重量％含有しかつ３５〜
８０、好ましくは５０〜８０ＴｒＬ２／ｇの表面積を有
する。
本発明を以下の実施例により説明する。
実施例で用いたＭ素含吊の値は新しくつくった生成物に
ついて測定した（０である。空気及び／又は水に、特に
高温で長期間さらり間に酸化及び／または加水分解が進
行することがある。
［実施例］ 実施例１ ３９．５Ｖ及び５２５Ａの直流電流を供給した一対の電
極間を３．４モル／分の割合で流れるアルゴン中に直流
プラズマを形成させた。プラズマ入口の下方に位置する
反応器の温度が安定したら、プラズマの後尾炎の周囲ｆ
！４域に四塩化チタンを１．０モル／分の割合で、アン
モニアガスを３．５モル／分の割合で供給した。プラズ
マは反応器に熱を１４５　ｋｃａｌ／分（１０，２ｋｗ
）の割合で導入した。四塩化チタンの濃度は高く（１２
，０％）、再循環比を決める式中の各変数の値は次の通
りであった：Ｍｎ＝１３６Ｉｊ／分；Ｍ＝４０２９／分
：　Ｒｎ　＝　３　ａｍ　：　Ｒ＝　５５　ａｍ　；Ｄ
ｎ＝５．５ｘ　１０−”’Ｊｃｍ−３及びＤ＝３．７Ｘ
１０　”’９　ｔｙａ　−” 再循環比は６．４であった。
塩酸水溶液（１５％）を収容した洗浄器のフィルターに
より生成物をガス流から取り出した。生成物は表面積（
ＢＥＴ）が２３ＴｒＬ２／ｇでかツＭ素含吊が１．７１
量％であった。
こうしてつくった生成物は別の径路でつくった窒化チタ
ン粉体と比べて導電性添加剤として次の比較により示さ
れる利点を有する。
実施例で得た粉体を金属チタンの窒化によりつくった窒
化チタン粉体（表面ｌａ３ｍ２／９、酸素含ｆｆ１０．
６％）と比較した。２５重皐％の添加レベルの各粉体を
１０パン−２−オール中で窒化ケイ素及びマグネシア（
１％）と共に２時間ボールミルで処理した。この混合物
を空気乾燥し、２０ＨＰａの窒素の下、１７００℃で１
５分間高温プレスを行った。
焼成小片の電気抵抗は粉体Ａ２５％の場合に１．６Ｘ１
０９Ωｍであり、実施例１の生成物２５％の場合に４．
４Ｘ１０’Ωｍであった。
実施例１の生成物は別の径路でつくられたチタン窒化物
より、高温加圧又は無圧焼成により緻密なセラミック体
を製造する際にも有利である。
実施例１で得た粉体と粉体Ａを結合剤即ち焼成助剤を用
いずに２ＱＨＰａ及び１４００℃で高温プレスを行った
。実施例１で得た粉体は２．５分間に達したに過ぎなか
った。
窒素中で１６００℃で３０分間無圧焼成した場合も同様
の結果が１ｒｆられた。実施例１で得た粉体からは輝く
金色光沢を有するセラミック体が得られ、その密度は、
理論値の９９％であったが、粉体Ａからは理論値の６５
％の密度で光沢のない褐色の小片が得られた。
実施例２ 窒素中でプラズマを形成し、反応器に熱を１６０ｋｃａ
ｌ／分（１１，２ｋｗ）の割合で導入した以外は実施例
１を繰り返した。四塩化チタンの濃度は８．５％であっ
た。再循環比を求めるために用いた変数の値は次の通り
であった：Ｍｎ＝９２ＳＩ／分：Ｍ＝４５４９／分：　
Ｒｎ　＝　３　ｔｎｔａ　：　Ｒ＝　５７　ｍ　：Ｄｎ
＝６．Ｉ　Ｘ　１０−５ｇｃｔｓ−３及びＤ＝２．８Ｘ
１０’ｇα３ 再循環比は３．１であった。
洗浄器フィルターに捕集された生成物は表面積（ＢＥＴ
）が３９ｍ２／ｇであり、酸索含吊が５．７重石％であ
った。
実施例３ アルゴン中で直流プラズマを形成し、反応器に９４　ｋ
ｃａｌ／分（６，６ｋｗ）の熱エネルギーを導入してさ
らに実験を行った。プラズマの尾領域に四塩化チタンを
０．５モル／分の割合で、アンモニアガスを１．０モル
／分の割合で供給した。四塩化チタンの濃度は１０．４
％であり、再循環比を求める変数の値は次の通りであっ
た：Ｍｎ−１１６ｇ／分：Ｍ＝２４４ｇ／分：　Ｒｎ　
＝　３　ｗｓ　；　Ｒ＝２５ＩＩ１１：Ｄｎ＝７．５ｘ
　１０−５ｇＣｍ−”及びＤ＝３．５ｘ１０”９Ｊ 再循環比は３．３であった。
生成物はポリテトラフルＡ日エチレン製の布フイルタ−
バッグに捕集され、表面積（ＢＥＴ）が７６ｍ２／’Ｊ
であり、７．５重量％の酸素を含有していた。
実施例４ 反応器に１８４　ｋｃａｌ／分（１２，９ｋｗ）の熱エ
ネルギーを導入するプラズマをアルゴン中に形成した。
プラズマの尾領域に四塩化チタンを１．６モル／分の割
合で、アンモニアガスを５モル／分の割合で供給した。
四塩化チタンの濃度は１３．２％であり、再循環比を求
める変数の値は次の通りであった：Ｍｎ＝２０４ｇ／分
；Ｍ−６０９ｇ／分：　Ｒｎ　＝　３　ｍ　；　Ｒ−５
ｗａ　：　Ｄ　ｎ　＝６．５Ｘ１０　９ｘ　　及びＤ＝
３．６Ｘ１０−’ｇα 再循環比は５．７であった。
１０％）−Ｉ　ＣＩを含有した洗浄器フィルターに捕集
された生成物は表面積、（ＢＥＴ）が１７ｍ２／９であ
り、２．８１昂％の酸素を含有していた。
実施例５ 反応器に３３３　ｋｃａｌ／分（２３，３ｋｗ）　（Ｉ
ＯＡエネルギーを導入する直流プラズマを窒素中に形成
した。プラズマの尾領域に四塩化チタンを１．７モル／
分の割合で、アンモニアガスを３モル／分の割合で供給
した。四塩化チタンの濃度は１５．４％であり、再循環
比を求める変数の値は次の通りであった：Ｍｎ＝８８ｇ
／分：Ｍ＝５５２９／分：　Ｒｎ　＝　３　ｍ　；　Ｒ
＝　７５　ｔｒｙｓ　：　Ｄ　ｎ　＝３．３Ｘ１０　９
α　及びＤ＝３．２Ｘ１０−’９Ｃ厘 再循環比は４．８であった。
２０％ｌ−Ｉ　ＣＩを含有した洗浄温フィルターに捕集
された生成物は表面積（ＢＥＴ）が２３ｍ２／びであり
、２．８重量％の酸素を含有し、ていた。
及Ｕヱ 反応器に６３０　ｋｃａｌ／分（４４，１ｋｗ）の熱エ
ネルギーを導入する直流プラズマを窒素中に形成した。
プラズマの尾領域に四塩化チタンを１．４モル／分の割
合で、アンモニアガスを４モル／分の割合で供給した。
四塩化チタンの濃度は１２．１％であり、再循環比を求
める変数の値は次の通りであった：Ｍｎ＝１４６ｇ／分
：Ｍ＝５０８ｇ／分：　Ｒｎ　＝　８　ｍ　：Ｒ＝１０
０ｊｗ：Ｄｎ＝３．ＯＸＩＯ−５９ｃｍ−”及びＤ＝２
．７Ｘ１０−４９０−３ 再循環比は４．１であった。
１０％ＨＣＪを含有した洗浄器フィルターに捕集された
生成物は表面積（ＢＥＴ）が２１ｍ２／９であり、３．
６重量％の酸素を含有していた。
実施例７ 反応器に２９０　ｋｃａｌ／分（２０，３ｋｗ）の熱エ
ネルギーを導入する直流プラズマを窒素中に形成した。
プラズマの尾領域に四塩化チタンを１．４モル／分の割
合で、アンモニアを３モル／分の割合で供給した。四塩
化チタンの濃度は１８．９％であり、再循環比を求める
変数の値は次の通りであった：Ｍｎ＝５６ｇ／分；Ｍ＝
４０１ｇ／分；Ｒｎ＝８ａｍ：Ｒ＝　　１００＃ｍ；Ｄ
ｎ＝２．５ｘ１０−５ｇα−３及びＤ＝４．６Ｘ１０−
’ｇα−３再循環比は２．７であった。
１０％トＩＣ１を含有した洗浄混フィルターに捕集され
た生成物は表面積（ＢＥＴ）が３８ｍ２／９であり、５
．９重量％の酸素を含有していた。
１凰亘１ 反応器に１５６　ｋｃａｌ／分（１０，９ｋｗ）の熱エ
ネルギーを導入する直流プラズマをアルゴン中に形成し
た。プラズマの尾領域に四塩化チタンを０．９モル／分
の割合、四塩化ケイ素を０．１モル／分の割合、及びア
ンモニアを３．５モル／分の割合で供給した。四塩化物
の濃度は１０．３モル％であり、再循環比を求める変数
の値は次の通りであった：Ｍｎ＝２０８９／分：Ｍ＝４
７９１ｊ／分：Ｒｎ−ＪＩＮＡ：Ｒ＝５５ａｍ：０ｎ＝
７．５ｘ１０　ｇｌ　及びＤ＝４．５ｘ　１０−”１ａ
ｘ−３再循環比は７．９であった。
１０％１」ＣＩを含有した洗浄器フィルターに捕集され
た生成物は表面積（ＢＥＴ）が２６ｍ２／グであり、３
．１１吊％の酸素と２．９重量％のケイ素を含有してい
た。
以下の実施例は規定されたパラメータの範囲外で操作す
る方法を記載しており、制御された粒爪と明確に規定さ
れた範囲内の酸素量との望ましい組合せを得るためには
請求されたパラメータの範囲内で操作する必要があるこ
とを示ずものである。
実施例９（比較例） 反応器に１４１　ｋｃａｌ／分（９，９ｋｗ）の割合で
熱エネルギーを導入する直流プラズマをアルゴン中に形
成した。プラズマの尾領域に四塩化チタンを０．８モル
／分の割合で、アンモニアガスを１．６モル／分の割合
で供給した。四塩化チタンの濃度は６．０％であり、非
循環比を求める変数の値は次の通りであった：Ｍｎ−９
２ｚ／分；Ｍ−６１５９／分：　Ｒｎ　＝　３　ｍ　：
　Ｒ＝　２５　ｍ　：　Ｄ　ｎ＝３．９Ｘ　１０−５９
ａａ−３及びＤ＝４．０Ｘ１０−４７．−３ 再循環比は１．３であった。
ポリテトラフルオロエチレン製布フィルターバッグに捕
集された生成物は表面積（ＢＥＴ）が９９ＴｒＬ２／ｇ
であり、１３．５重量％の酸素を含有していた。
この生成物を１６００℃で３０分間無圧焼成したところ
、わずかに理論値の４５％の密度で、艶消し淡褐色の物
体が得られた。
実施例１０（比較例） 反応器に１１０ｋｃａｌ／分（７，７ｋｗ）ノ割合で熱
エネルギーを導入する直流プラズマをアルゴン中に形成
した。プラズマの尾領域に四塩化チタンを０．５モル／
分の割合で、アンモニアガスを１．０モル／分の割合で
供給した。四塩化チタンの濃度は５．５％であり、再循
環比を求める変数の値は次の通りであった：Ｍｎ＝１０
４！？／分：Ｍ＝４１６ｇ／分：　Ｒｎ　＝　３　ｔｒ
ｙ　；　Ｒ＝　２５　ｔｍ　：Ｄｎ＝５．５Ｘ　１０−
５９＞−３及びＤ＝４．５ｘ１０−’ｇｃＩＲ−３ 再循環比は２．１であった。
ポリテトラフルオロエチレン製布フィルターバッグに捕
集された生成物は表面積（ＢＥＴ）が７１ｍ２／ｇであ
り、１０．３重量％の酸素を含有していた。
【図面の簡単な説明】
第１図は反応器の概略を示す図、第２図は反応器と一次
冷却セクションの部分概略所面図、第３図は第２図の装
置と付属洗浄器の概略図である。 １・・・反応器 ２・・・ノズル ３・・・初期反応域 ４・・・入口（バーナーリング） ５・・・高アルミナセメント層 ６・・・断熱セメン１−層 ７・・・−次冷部域 ８・・・水スプレー ９・・・有孔冷却リング １０・・・フィルターバッグ １１・・・洗浄器 １２・・・空気ベンチュリ

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）窒化チタンの粒子からなる微細な黒色粉体であつ
    て、ＢＥＴ測定法により求めた前記粉体の比表面積が１
    ０〜８０ｍ＾２／ｇであり、前記粉体の酸素含有量が１
    〜１０重量％であることを特徴とする粉体。
  2. （２）チタン対窒素のモル比が０．８５：１〜１．２５
    ：１であることを特徴とする請求項１に記載の粉体。
  3. （３）チタン対窒素のモル比が０．９０：１〜１．２０
    ：１であることを特徴とする請求項２に記載の粉体。
  4. （４）前記酸素含有量が１〜４重量％であり、前記表面
    積が１０〜３５ｍ＾２／ｇであることを特徴とする請求
    項１、２又は３に記載の粉体。
  5. （５）前記酸素含有量が１．５〜３重量％であり、前記
    表面積が１５〜３０ｍ＾２／ｇであることを特徴とする
    請求項４に記載の粉体。
  6. （６）前記酸素含有量が４〜１０重量％であり、前記表
    面積が３５〜８０ｍ＾２／ｇであることを特徴とする請
    求項１、２又は３に記載の粉体。
  7. （７）前記酸素含有量が６〜１０重量％であり、前記表
    面積が５０〜８０ｍ＾２／ｇであることを特徴とする請
    求項６に記載の粉体。
  8. （８）チタン、窒素及び酸素に加えて１種又は２種以上
    のその他の元素が合計で粉体に対して１５重量％未満の
    量で存在することを特徴とする請求項１〜７のいずれか
    一項に記載の粉体。
  9. （９）前記その他の元素の合計量が５重量％未満の量で
    あり、前記その他の元素がケイ素、ホウ素、ジルコニウ
    ム、アルミニウム、スズ及びハロゲンから成る元素の群
    から選択されることを特徴とする請求項８に記載の粉体
    。
  10. （１０）表面分析法で測定した酸素の大部分が窒化チタ
    ン粒子の表面に存在する請求項１に記載の粉体。
  11. （１１）黒色窒化チタンの製造方法であつて、一対の電
    極間に直流電流を放電することによつて非酸化ガス流中
    に形成された電気プラズマによりアンモニアとハロゲン
    化チタンとを所定の反応温度に加熱すること、前記加熱
    されたガスを入口ノズルから反応器に導入すること、前
    記反応器は再循環比（ＲＲ）が２．５より大きくなるよ
    うに前記反応器内にガス状物質の循環を誘起するように
    構成されかつ操作されること及び黒色窒化チタンを捕集
    することからなり、前記再循環比が次式で定義されてな
    る方法。 ＲＲ＝（０．４２５Ｍｎ．Ｒ／Ｍ．Ｒｎ）［Ｄ／Ｄｎ］
    ＾１＾／＾２−０．４２５式中Ｍｎ＝入口ノズルを通る
    ガス流の質量流量Ｒ＝前記ノズルが入る反応器の内半径 Ｍ＝入口ノズルから下流４Ｒの距離における質量流量 Ｒｎ＝入口ノズルの半径 Ｄｎ＝入口ノズルを通るガス流の密度 Ｄ＝入口ノズルから下流４Ｒの距離における反応器内の
    ガスの密度
  12. （１２）反応及び解離を考慮しない場合の前記ハロゲン
    化チタンの濃度が全ガス流に関して５〜３０モル％の範
    囲である請求項１１に記載の方法。
  13. （１３）前記ハロゲン化チタンの濃度が７〜２５モル％
    である請求項１２に記載の方法。
  14. （１４）前記ハロゲン化チタンが四塩化チタンである請
    求項１１、１２又は１３に記載の方法。
  15. （１５）プラズマに供給される正味パワーがハロゲン化
    チタン１モル当り５０〜５０ｋｃａｌ／分である請求項
    １１に記載の方法。
  16. （１６）前記非酸化ガスがアルゴンであり、前記プラズ
    マが２５〜５０Ｖの直流電圧と２００〜６００Ａの電流
    とにより発生される請求項１１に記載の方法。
  17. （１７）前記非酸化ガスが窒素又は水素であり、前記プ
    ラズマが９０〜２５０Ｖの直流電圧と８０〜２５０Ａの
    電流とによつて発生される請求項１１に記載の方法。
  18. （１８）直流電圧が９０〜２２０Ｖである請求項１７に
    記載の方法。
  19. （１９）四塩化チタンの質量流量が０．１〜５．０モル
    ／分である請求項１４に記載の方法。
  20. （２０）アンモニアの質量流量が０．２〜５０．０モル
    ／分である請求項１１に記載の方法。
  21. （２１）再循環比（ＲＲ）が１０未満である請求項１１
    に記載の方法。
  22. （２２）再循環比（ＲＲ）が３〜９である請求項２１に
    記載の方法。
  23. （２３）請求項１１に記載の方法を行うための、実質的
    に第２図及び第３図について述べた通りの装置。
  24. （２４）請求項１１〜２２のいずれかの方法によつて製
    造される黒色窒化チタン。
  25. （２５）請求項２３に記載の装置を用いて製造される請
    求項１〜１０のいずれかに記載の粉体。
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