JPH0357044B2 - - Google Patents
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- JPH0357044B2 JPH0357044B2 JP59049474A JP4947484A JPH0357044B2 JP H0357044 B2 JPH0357044 B2 JP H0357044B2 JP 59049474 A JP59049474 A JP 59049474A JP 4947484 A JP4947484 A JP 4947484A JP H0357044 B2 JPH0357044 B2 JP H0357044B2
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- nitride
- titanium
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- 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
- C01B21/06—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
- C01B21/076—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron with titanium or zirconium or hafnium
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は鋳塊状のチタン族元素窒化物の製法
に関し、特に例えば研削用砥粒の製造に有用な窒
化チタン、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウムの
鋳塊状物を得るための製造方法に関する。
に関し、特に例えば研削用砥粒の製造に有用な窒
化チタン、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウムの
鋳塊状物を得るための製造方法に関する。
［従来の技術］
例えば窒化チタンの製造法には、粉末状金属
チタンを窒素或いはアンモニア気流中で反応させ
る固有一気相間反応による方法、水素化チタン
を熱分解後、窒素或いはアンモニウム気流中で反
応させる固相−気相間反応による方法、４塩化
チタンを高温の気相状態下で水素、窒素の混合ガ
スやアンモニアガスと反応させる気相―気相間反
応による方法が開発されている。また、試験室
規模の方法として窒素プラズマジエツトを利用し
た酸化ジルコニウムの製造法が、「電気化学」第
36巻、第12号（1968年）、「金属」第38巻、第15号
（1968年）で報告されている。
チタンを窒素或いはアンモニア気流中で反応させ
る固有一気相間反応による方法、水素化チタン
を熱分解後、窒素或いはアンモニウム気流中で反
応させる固相−気相間反応による方法、４塩化
チタンを高温の気相状態下で水素、窒素の混合ガ
スやアンモニアガスと反応させる気相―気相間反
応による方法が開発されている。また、試験室
規模の方法として窒素プラズマジエツトを利用し
た酸化ジルコニウムの製造法が、「電気化学」第
36巻、第12号（1968年）、「金属」第38巻、第15号
（1968年）で報告されている。
しかし、の方法では粉末乃至繊維状のもの
が得られ、の方法では主に表面コーテイング用
の窒化チタンが得られる。いずれも1μオーダー
の粉粒状態である。また、の方法は、窒素プラ
ズマジエツトにより得られる高温の利用とプラズ
マジエツト中の窒素原子、窒素イオンなどを反応
種として窒化物を製造する試みとして実験室規模
でなされたもので、ルツボ上に固形生成物が得ら
れたとしているが、精々準備した反応試料と同程
度の大きさのものしか得られていない。すなわ
ち、まずは酸化ジコニウム粉末の黒鉛粉末を混合
した上で、１ｇ程度を取り出し、プロピレングリ
コールをバインダーとして加圧成形するととも
に、1100℃で約４時間程度焼結することによつて
直径15mm、厚さ３mm程度のペレツト状試料を得
て、黒鉛ルツボをアノードとして窒素プラズマジ
エツトの衝撃を与え、ルツボ上にペレツト状試料
と同程度の窒化物を得たというにすぎない。
が得られ、の方法では主に表面コーテイング用
の窒化チタンが得られる。いずれも1μオーダー
の粉粒状態である。また、の方法は、窒素プラ
ズマジエツトにより得られる高温の利用とプラズ
マジエツト中の窒素原子、窒素イオンなどを反応
種として窒化物を製造する試みとして実験室規模
でなされたもので、ルツボ上に固形生成物が得ら
れたとしているが、精々準備した反応試料と同程
度の大きさのものしか得られていない。すなわ
ち、まずは酸化ジコニウム粉末の黒鉛粉末を混合
した上で、１ｇ程度を取り出し、プロピレングリ
コールをバインダーとして加圧成形するととも
に、1100℃で約４時間程度焼結することによつて
直径15mm、厚さ３mm程度のペレツト状試料を得
て、黒鉛ルツボをアノードとして窒素プラズマジ
エツトの衝撃を与え、ルツボ上にペレツト状試料
と同程度の窒化物を得たというにすぎない。
従つて従来においては、窒化チタン生成反応に
おいてダイレクトにその鋳塊状物として得る製造
法は存在しなかつた。
おいてダイレクトにその鋳塊状物として得る製造
法は存在しなかつた。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら窒化チタンを例えば研削用砥粒と
して利用する場合、その性質上粉末乃至繊維状物
では好ましくなく、また0.3μオーダーの砥粒を得
る場合もあることから、従来は既述の公知方法で
得られた粉状の窒化チタンをさらに一旦焼結し、
しかる後所定の粒度に粉砕する工程を別途必要と
していた。すなわち工業的に理由し得る窒化チタ
ンを得るためには、窒化チタンの生成反応上、公
知の方法ではダイレクトに鋳塊上物が得られない
ことから、鋳塊状物を得るために、一旦生成した
窒化チタンの粉状乃至繊維状物をさらに焼結し、
鋳塊状物とした後粉砕して研削用砥粒としてい
た。しかも窒化チタンの融点は2950℃を超える高
融点であることから、生産性、加工性において条
件的に厳しく、経済上問題であつた。
して利用する場合、その性質上粉末乃至繊維状物
では好ましくなく、また0.3μオーダーの砥粒を得
る場合もあることから、従来は既述の公知方法で
得られた粉状の窒化チタンをさらに一旦焼結し、
しかる後所定の粒度に粉砕する工程を別途必要と
していた。すなわち工業的に理由し得る窒化チタ
ンを得るためには、窒化チタンの生成反応上、公
知の方法ではダイレクトに鋳塊上物が得られない
ことから、鋳塊状物を得るために、一旦生成した
窒化チタンの粉状乃至繊維状物をさらに焼結し、
鋳塊状物とした後粉砕して研削用砥粒としてい
た。しかも窒化チタンの融点は2950℃を超える高
融点であることから、生産性、加工性において条
件的に厳しく、経済上問題であつた。
この発明の目的は、従来の粉状のものとほぼ同
品質の窒化チタン等のチタン族元素窒化物を、あ
らかじめ固形化する必要なく、必要最低限の加熱
温度で、粉末原料からの生成反応において鋳塊状
物としてダイレクトに一挙大量に得ることができ
る、工業生産性に極めて優れたチタン族元素窒化
物の製造法を提供する点にある。
品質の窒化チタン等のチタン族元素窒化物を、あ
らかじめ固形化する必要なく、必要最低限の加熱
温度で、粉末原料からの生成反応において鋳塊状
物としてダイレクトに一挙大量に得ることができ
る、工業生産性に極めて優れたチタン族元素窒化
物の製造法を提供する点にある。
［課題を解決するための手段］
上記課題を解説するため鋭意検討した結果、チ
タン族元素の酸化物（）の粉末にコークス等の
還元剤を添加し、アーク式電気炉内で、N2、
NH3又はこれらの混合ガスの雰囲気下、少なく
ともチタン族元素の窒化物の融点以上の加熱条件
下で加熱溶融して、窒化し、得られた窒化溶融物
を固化する製造法を採用することにより、鋳塊状
のチタン族元素の窒化物がダイレトに得られるこ
とを見出だしたのである。
タン族元素の酸化物（）の粉末にコークス等の
還元剤を添加し、アーク式電気炉内で、N2、
NH3又はこれらの混合ガスの雰囲気下、少なく
ともチタン族元素の窒化物の融点以上の加熱条件
下で加熱溶融して、窒化し、得られた窒化溶融物
を固化する製造法を採用することにより、鋳塊状
のチタン族元素の窒化物がダイレトに得られるこ
とを見出だしたのである。
またチタン族元素の炭化物の粉末を原料として
使用し、これをアーク式電気炉内においてN2及
びCO2の混合ガス雰囲気下で固相状態のまま加熱
して酸化し、得られたチタン族元素の酸化物を、
前記製法と同様に、N2、NH3又はこれらの混合
ガスの雰囲気下において、少なくともチタン族元
素の窒化物の融点以上の加熱条件で加熱溶融し
て、窒化し、得られた窒化溶融物を固化する方法
も採用できることを見出だした。
使用し、これをアーク式電気炉内においてN2及
びCO2の混合ガス雰囲気下で固相状態のまま加熱
して酸化し、得られたチタン族元素の酸化物を、
前記製法と同様に、N2、NH3又はこれらの混合
ガスの雰囲気下において、少なくともチタン族元
素の窒化物の融点以上の加熱条件で加熱溶融し
て、窒化し、得られた窒化溶融物を固化する方法
も採用できることを見出だした。
なおチタン族元素の酸化物（）としては、酸
化チタンに限らず、酸化ジルコニウム、酸化ハフ
ニウムのいずれでも、またチタン族元素の炭化物
の場合も炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ハ
フニウムのいずれを原料として使用しても差支え
ない。
化チタンに限らず、酸化ジルコニウム、酸化ハフ
ニウムのいずれでも、またチタン族元素の炭化物
の場合も炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ハ
フニウムのいずれを原料として使用しても差支え
ない。
［作用］
この発明はチタン族元素の酸化物或は炭化物を
原料とし、最終生成反応である窒化反応は、少な
くともチタン族元素の窒化物の融点以上の加熱条
件の設定下で行われるので、酸化物から窒化物に
至るまで、積極的な溶融状態下で行われ、最終的
に溶融窒化物として生成する。従つてこれを固化
することにより、窒化反応と鋳塊状化を同時に生
起させたので、生成反応においてチタン族元素窒
化物を鋳塊状物としてダイレクトに得ることがで
きる。
原料とし、最終生成反応である窒化反応は、少な
くともチタン族元素の窒化物の融点以上の加熱条
件の設定下で行われるので、酸化物から窒化物に
至るまで、積極的な溶融状態下で行われ、最終的
に溶融窒化物として生成する。従つてこれを固化
することにより、窒化反応と鋳塊状化を同時に生
起させたので、生成反応においてチタン族元素窒
化物を鋳塊状物としてダイレクトに得ることがで
きる。
しかもアーク式電気炉内ですべて処理できると
ともに、アーク式電気炉の最大到達加熱温度が約
5000℃に止まるので、必要最低限の加熱温度で、
連続的に、かつ一挙的に製造できることから、大
量かつ大型の鋳塊状物の製造も可能であり、工業
生産性に極め優れている。
ともに、アーク式電気炉の最大到達加熱温度が約
5000℃に止まるので、必要最低限の加熱温度で、
連続的に、かつ一挙的に製造できることから、大
量かつ大型の鋳塊状物の製造も可能であり、工業
生産性に極め優れている。
また、出発原料として特にチタン族元素の炭化
物を使用した場合は、出発原料として酸化物を使
用した場合に比して、生成速度が速くなる利点が
ある。また炭化物を直接窒化するのではなく、当
該炭化物から酸化物を一旦経てその後窒化物を得
る製造法であるから、炭化物を直接窒化する方法
に比べて反応が容易に進行する利点がある。すな
わちダイレクトに鋳塊状化する必要から、窒化反
応時の温度を2000〜5000℃に設定すると、炭化物
を直接窒化する方法に比べ、自由エネルギー変化
の相違から、反応が容易に進行するものである。
従つて出発原料として特にチタン族元素の炭化物
を利用して鋳塊状のチタン族元素窒化物をダイレ
クトに製造する場合は、当該炭化物から酸化物を
一旦経てその後窒化物を得る製造法が好ましい。
物を使用した場合は、出発原料として酸化物を使
用した場合に比して、生成速度が速くなる利点が
ある。また炭化物を直接窒化するのではなく、当
該炭化物から酸化物を一旦経てその後窒化物を得
る製造法であるから、炭化物を直接窒化する方法
に比べて反応が容易に進行する利点がある。すな
わちダイレクトに鋳塊状化する必要から、窒化反
応時の温度を2000〜5000℃に設定すると、炭化物
を直接窒化する方法に比べ、自由エネルギー変化
の相違から、反応が容易に進行するものである。
従つて出発原料として特にチタン族元素の炭化物
を利用して鋳塊状のチタン族元素窒化物をダイレ
クトに製造する場合は、当該炭化物から酸化物を
一旦経てその後窒化物を得る製造法が好ましい。
［実施例］
実施例 １
ルチルサンド10Kgとコークス3.3Kgとをよく混
合する。これを図面に示すような、炉体１、電極
２、交流電源３、含窒素ガスの供給路４からなる
直接アーク式を電気炉内に投入して、窒化チタン
の融点を越える3000℃付近に加熱条件を設定し、
交流電圧120Vを通電して、アークを飛ばし、酸
化チタンの溶融体５を生成した（融点；1855℃）。
続いて、この溶融体５を、N2ガス（流量5.0／
min）雰囲気下、同加熱温度の条件設定で窒化し
た。この際、溶融窒化物の生成に従つて溶融体の
温度は漸次上昇するとともに、途中、溶融窒化物
が溶融酸化物に混在して得られ、最終的には3000
℃近傍の温度で溶融状態にあるチタンの溶融窒化
物が得られた。これを固化すると、窒化チタンの
鋳塊状物が6.3Kg（理論収量の81％）得られた。
この鋳塊状窒化チタンを粉末Ｘ線回折で同定した
ところ、TiNのみであつた。また、化学分析を
するとＮ＝21.6％であり、粉状市販品（Ｎ＝22.4
％）とほぼ同等品質の鋳塊状TiNが得られた。
なお、反応途中の中間生成物として、 TiO、TiC、Ti（CxNy）、ｘ＋ｙ＝１、 Ti（CxOy）、ｘ＋ｙ＝１、 Ti（NxOy）、ｘ＋ｙ＝１、 Ti（CxNyOz）、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１のうち１種ま
たは２種以上が得られることが認められたが、こ
の中間生成物はいずれも再度、N2ガスなどの含
窒素ガス雰囲気の電気炉を用いて溶融し、還元
し、窒化を行えば、鋳塊状TiNが生成し得るこ
とが認められた。
合する。これを図面に示すような、炉体１、電極
２、交流電源３、含窒素ガスの供給路４からなる
直接アーク式を電気炉内に投入して、窒化チタン
の融点を越える3000℃付近に加熱条件を設定し、
交流電圧120Vを通電して、アークを飛ばし、酸
化チタンの溶融体５を生成した（融点；1855℃）。
続いて、この溶融体５を、N2ガス（流量5.0／
min）雰囲気下、同加熱温度の条件設定で窒化し
た。この際、溶融窒化物の生成に従つて溶融体の
温度は漸次上昇するとともに、途中、溶融窒化物
が溶融酸化物に混在して得られ、最終的には3000
℃近傍の温度で溶融状態にあるチタンの溶融窒化
物が得られた。これを固化すると、窒化チタンの
鋳塊状物が6.3Kg（理論収量の81％）得られた。
この鋳塊状窒化チタンを粉末Ｘ線回折で同定した
ところ、TiNのみであつた。また、化学分析を
するとＮ＝21.6％であり、粉状市販品（Ｎ＝22.4
％）とほぼ同等品質の鋳塊状TiNが得られた。
なお、反応途中の中間生成物として、 TiO、TiC、Ti（CxNy）、ｘ＋ｙ＝１、 Ti（CxOy）、ｘ＋ｙ＝１、 Ti（NxOy）、ｘ＋ｙ＝１、 Ti（CxNyOz）、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１のうち１種ま
たは２種以上が得られることが認められたが、こ
の中間生成物はいずれも再度、N2ガスなどの含
窒素ガス雰囲気の電気炉を用いて溶融し、還元
し、窒化を行えば、鋳塊状TiNが生成し得るこ
とが認められた。
実施例 ２
ルチルサンド10Kgとコークス3.4Kgとをよく混
合する。これを上記実施例１と同じく、直接アー
ク式の電気炉内に投入して、窒化チタンの融点を
越える3000℃付近に加熱条件を設定し、交流電圧
を120V通電して、アークを飛ばし、酸化チタン
の溶融体を生成した（融点；1855℃）。続いて、
この溶融体を、NH3ガス（流量7.0／min）雰
囲気下、同加熱温度の設定条件で窒化した。この
際、溶融窒化物の生成に従つて溶融体の温度は漸
次上昇するとともに、途中、溶融窒化物が溶融酸
化物に混在して得られ、最終的には3000℃近傍の
温度で溶融状態にあるチタンの溶融窒化物が得ら
れた。これを固すると、6.2Kg（理論収量の80％）
もの窒化チタンの鋳塊状物が得られた。この鋳塊
状窒化チタンを粉末Ｘ線回折で同定したところ、
TiNのみであつた。また、化学分析をするとＮ
＝22.0％であり、粉状市販品とほぼ同等品質の鋳
塊状TiNが得られた。
合する。これを上記実施例１と同じく、直接アー
ク式の電気炉内に投入して、窒化チタンの融点を
越える3000℃付近に加熱条件を設定し、交流電圧
を120V通電して、アークを飛ばし、酸化チタン
の溶融体を生成した（融点；1855℃）。続いて、
この溶融体を、NH3ガス（流量7.0／min）雰
囲気下、同加熱温度の設定条件で窒化した。この
際、溶融窒化物の生成に従つて溶融体の温度は漸
次上昇するとともに、途中、溶融窒化物が溶融酸
化物に混在して得られ、最終的には3000℃近傍の
温度で溶融状態にあるチタンの溶融窒化物が得ら
れた。これを固すると、6.2Kg（理論収量の80％）
もの窒化チタンの鋳塊状物が得られた。この鋳塊
状窒化チタンを粉末Ｘ線回折で同定したところ、
TiNのみであつた。また、化学分析をするとＮ
＝22.0％であり、粉状市販品とほぼ同等品質の鋳
塊状TiNが得られた。
実施例 ３
ルチルサンド10Kgとコークス3.0Kgとをよく混
合する。これを上記実施例１と同じく、直接アー
ク式と電気炉内に投入して、窒化チタンの融点を
越える3000℃付近に加熱条件を設定し、交流電圧
を120Vで通電して、アークを飛ばし、酸化チタ
ンの溶融体を生成した（融点；1855℃）。続いて
この溶融体を、N2ガス（流量4.5／min）と
NH3ガス（流量1.0／min）との混合ガス雰囲
気下、同加熱温度の設定条件で窒化した。この
際、溶融窒化物の生成に従つて溶融体の温度な漸
次上昇するとともに、途中、溶融窒化物が溶融酸
化物に混在して得られ、最終的には3000℃近傍の
温度で溶融状態にあるチタンの溶融窒化物が得ら
れた。これを固化すると、窒化チタンの鋳塊状物
が6.4Kg（理論収量の83％）得られた。この鋳塊
状窒化チタンを粉末Ｘ線回折で同定したところ、
TiNのみであつた。また、化学分析をするとＮ
＝21.7％であり、粉状市販品とほぼ同等品質の鋳
塊状TiNが得られた。
合する。これを上記実施例１と同じく、直接アー
ク式と電気炉内に投入して、窒化チタンの融点を
越える3000℃付近に加熱条件を設定し、交流電圧
を120Vで通電して、アークを飛ばし、酸化チタ
ンの溶融体を生成した（融点；1855℃）。続いて
この溶融体を、N2ガス（流量4.5／min）と
NH3ガス（流量1.0／min）との混合ガス雰囲
気下、同加熱温度の設定条件で窒化した。この
際、溶融窒化物の生成に従つて溶融体の温度な漸
次上昇するとともに、途中、溶融窒化物が溶融酸
化物に混在して得られ、最終的には3000℃近傍の
温度で溶融状態にあるチタンの溶融窒化物が得ら
れた。これを固化すると、窒化チタンの鋳塊状物
が6.4Kg（理論収量の83％）得られた。この鋳塊
状窒化チタンを粉末Ｘ線回折で同定したところ、
TiNのみであつた。また、化学分析をするとＮ
＝21.7％であり、粉状市販品とほぼ同等品質の鋳
塊状TiNが得られた。
実施例 ４
炭化チタン10Kgを上記実施例１と同じく、直接
アーク式の電気炉内に投入し、前反応としてN2
ガス（流量2.5／min）とCO2ガス（流量2.5
／min）との混合ガスを加えて酸化チタンを生
成させた。この際、酸化チタンが生成するに従
い、固相状態から溶融状態へと変化して行つた。
これに続いてN2ガス（流量4.5／min）とNH3
ガス（流量0.5／min）との混合ガス雰囲気下
でコークス4.0Kgを投入し上記実施例１の如く、
窒化チタンの融点を越える3000℃付近に加熱条件
を設定し、交流電圧を120V通電して、アークを
飛ばし、窒化した。この結果鋳塊状窒化チタンを
8.1Kg（理論収量の78％）を得た。この鋳塊状窒
化チタンを粉末Ｘ線回折で同定したところ、
TiNのみであつた。また、化学分析をするとＮ
＝21.9％であり、粉状市販品とほぼ同等品質の鋳
塊状TiNが得られた。
アーク式の電気炉内に投入し、前反応としてN2
ガス（流量2.5／min）とCO2ガス（流量2.5
／min）との混合ガスを加えて酸化チタンを生
成させた。この際、酸化チタンが生成するに従
い、固相状態から溶融状態へと変化して行つた。
これに続いてN2ガス（流量4.5／min）とNH3
ガス（流量0.5／min）との混合ガス雰囲気下
でコークス4.0Kgを投入し上記実施例１の如く、
窒化チタンの融点を越える3000℃付近に加熱条件
を設定し、交流電圧を120V通電して、アークを
飛ばし、窒化した。この結果鋳塊状窒化チタンを
8.1Kg（理論収量の78％）を得た。この鋳塊状窒
化チタンを粉末Ｘ線回折で同定したところ、
TiNのみであつた。また、化学分析をするとＮ
＝21.9％であり、粉状市販品とほぼ同等品質の鋳
塊状TiNが得られた。
実施例 ５
酸化ジルコニウム10Kgとコークス2.1Kgとをよ
く混合する。これを上記実施例１と同じく電気炉
内に投入し、窒化ジルコニウムの融点を越える
3000℃付近に加熱条件を設定し、交流電圧120V
で通電し、溶融体を生成する。次にこの溶融体に
N2ガス（流量2.0／min）とNH3ガス（流量2.0
／min）との混合ガス雰囲気下、窒化し固化し
て鋳塊状物を7.0Kg（理論収量の82％）得た。こ
の鋳塊状窒化ジルコニウムを粉末Ｘ線回折で同定
したところ、ZrNのみであつた。また、化学分析
をするとＮ＝12.4％であり、粉状市販品（Ｎ＝
12.6％）とほぼ同等品質の鋳塊状ZrNが得られ
た。
く混合する。これを上記実施例１と同じく電気炉
内に投入し、窒化ジルコニウムの融点を越える
3000℃付近に加熱条件を設定し、交流電圧120V
で通電し、溶融体を生成する。次にこの溶融体に
N2ガス（流量2.0／min）とNH3ガス（流量2.0
／min）との混合ガス雰囲気下、窒化し固化し
て鋳塊状物を7.0Kg（理論収量の82％）得た。こ
の鋳塊状窒化ジルコニウムを粉末Ｘ線回折で同定
したところ、ZrNのみであつた。また、化学分析
をするとＮ＝12.4％であり、粉状市販品（Ｎ＝
12.6％）とほぼ同等品質の鋳塊状ZrNが得られ
た。
実施例 ６
炭化ジルコニウム10Kgを上記実施例１と同じく
電気炉内に投入し、前反応としてN2ガス（流量
2.5／min）とCO2ガス（流量2.5／min）との
混合ガスを加えて酸化ジルコニウムを生成させ
た。この際、酸化ジルコニウムが生成するに従
い、固相状態から溶融状態へと変化して行つた。
これに続いてN2ガス（流量1.0／min）とNH3
ガス（流量3.0／min）との混合ガス雰囲気下
でコークス2.4Kgを投入し上記実施例５の如く、
窒化ジルコニウムの融点を越える3000℃付近に加
熱条件を設定し、う交流電圧120Vで通電し、窒
化し、固化した。この結果鋳塊状窒化ジルコニウ
ムを7.8Kg（理論収量の76％）得た。この鋳塊状
窒化ジルコニウムを粉末Ｘ線回折で同定したとこ
ろ、ZrNのみであつた。また、化学分析をすると
Ｎ＝12.7％であり、粉状市販品とほほ同等品質の
鋳塊状ZrNが得られた。
電気炉内に投入し、前反応としてN2ガス（流量
2.5／min）とCO2ガス（流量2.5／min）との
混合ガスを加えて酸化ジルコニウムを生成させ
た。この際、酸化ジルコニウムが生成するに従
い、固相状態から溶融状態へと変化して行つた。
これに続いてN2ガス（流量1.0／min）とNH3
ガス（流量3.0／min）との混合ガス雰囲気下
でコークス2.4Kgを投入し上記実施例５の如く、
窒化ジルコニウムの融点を越える3000℃付近に加
熱条件を設定し、う交流電圧120Vで通電し、窒
化し、固化した。この結果鋳塊状窒化ジルコニウ
ムを7.8Kg（理論収量の76％）得た。この鋳塊状
窒化ジルコニウムを粉末Ｘ線回折で同定したとこ
ろ、ZrNのみであつた。また、化学分析をすると
Ｎ＝12.7％であり、粉状市販品とほほ同等品質の
鋳塊状ZrNが得られた。
実施例 ７
酸化ハフニウム10Kgとコークス1.2Kgとをよく
混合する。これを上記実施例１と同じく、直接ア
ーク式の電気炉内に投入し、窒化ハフニウムの融
点を越える3500℃付近に加熱条件を設定し、交流
電圧120Vで通電し、溶融体を生成する。次にこ
の溶融体にN2ガス（流量0.5／min）とNH3ガ
ス（流粒3.5／min）との混合ガス雰囲気下、
窒化し固化して鋳塊状物を7.4Kg（理論収量の81
％）得た。この鋳塊状窒化ハフニウムを粉末Ｘ回
折で同定したところ、HfNのみであつた。また、
化学分析をするとＮ＝6.9％であり、粉状市販品
（Ｎ＝7.0％）とほぼ同等品質の鋳塊状HfNが得ら
れた。
混合する。これを上記実施例１と同じく、直接ア
ーク式の電気炉内に投入し、窒化ハフニウムの融
点を越える3500℃付近に加熱条件を設定し、交流
電圧120Vで通電し、溶融体を生成する。次にこ
の溶融体にN2ガス（流量0.5／min）とNH3ガ
ス（流粒3.5／min）との混合ガス雰囲気下、
窒化し固化して鋳塊状物を7.4Kg（理論収量の81
％）得た。この鋳塊状窒化ハフニウムを粉末Ｘ回
折で同定したところ、HfNのみであつた。また、
化学分析をするとＮ＝6.9％であり、粉状市販品
（Ｎ＝7.0％）とほぼ同等品質の鋳塊状HfNが得ら
れた。
実施例 ８
炭化ハフニウム10Kgを上記実施例１と同じく電
気炉内に投入し、前反応としてN2ガス（流量1.5
／min）とCO2ガス（流量2.0／min）との混
合ガスをくわえて酸化ハフニウムを生成させた。
この際酸化ハフニウムが生成するに従い、固相状
態から溶融状態へと変化して行つた。これに続い
てN2ガス（流量3.0／min）とNH3ガス（流量
1.0／min）との混合ガス雰囲気下でコークス
1.4Kgを投入し上記実施例の如く、窒化ハフニウ
ムの融点を越える3500℃付近に加熱条件を設定
し、交流電圧120Vで通電して窒化し、固化した。
この結果鋳塊状窒化ハフニウムを8.0Kg（理論収
量の79％）得た。この鋳塊状窒化ハフニウムを粉
末Ｘ線回折でした同定したところ、HfNのみで
あつた。また、化学分析をするとＮ＝7.0％であ
り、粉状市販品とほぼ同等品質の鋳塊状HfNが
得られた。
気炉内に投入し、前反応としてN2ガス（流量1.5
／min）とCO2ガス（流量2.0／min）との混
合ガスをくわえて酸化ハフニウムを生成させた。
この際酸化ハフニウムが生成するに従い、固相状
態から溶融状態へと変化して行つた。これに続い
てN2ガス（流量3.0／min）とNH3ガス（流量
1.0／min）との混合ガス雰囲気下でコークス
1.4Kgを投入し上記実施例の如く、窒化ハフニウ
ムの融点を越える3500℃付近に加熱条件を設定
し、交流電圧120Vで通電して窒化し、固化した。
この結果鋳塊状窒化ハフニウムを8.0Kg（理論収
量の79％）得た。この鋳塊状窒化ハフニウムを粉
末Ｘ線回折でした同定したところ、HfNのみで
あつた。また、化学分析をするとＮ＝7.0％であ
り、粉状市販品とほぼ同等品質の鋳塊状HfNが
得られた。
［発明の効果］
以上のごとくこの発明によればチタン族元素窒
化物をその生成反応において鋳塊状物として一挙
にかつ品質良好に得られ、しかもアーク式電気炉
内で積極的に溶融状態を経ながらすべて処理でき
るので、必要最低限の加熱温度で、連続的に、か
つ一挙的に製造できることから、大量かつ大型の
鋳塊状物の製造も可能であり、工業生産性に極め
て優れている。従つて、例えば研削用砥粒に利用
する場合、従来のごとくわざわざ別工程として焼
結しなくてもよく、生産性、加工性、経済性の点
で格別顕著な効果を発揮し得る。
化物をその生成反応において鋳塊状物として一挙
にかつ品質良好に得られ、しかもアーク式電気炉
内で積極的に溶融状態を経ながらすべて処理でき
るので、必要最低限の加熱温度で、連続的に、か
つ一挙的に製造できることから、大量かつ大型の
鋳塊状物の製造も可能であり、工業生産性に極め
て優れている。従つて、例えば研削用砥粒に利用
する場合、従来のごとくわざわざ別工程として焼
結しなくてもよく、生産性、加工性、経済性の点
で格別顕著な効果を発揮し得る。
なおかかる製法は、チタン族元素窒化物を鋳塊
状物として得る必要がある他の各種用途にも適用
し得ることから、技術的価値が極めて高い。
状物として得る必要がある他の各種用途にも適用
し得ることから、技術的価値が極めて高い。
図面はこの発明に係る方法の一例を実施する際
に用いられる装置の一例を示す原理図である。
に用いられる装置の一例を示す原理図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ チタン族元素（）の酸化物の粉末にコーク
ス等の還元剤を添加し、アーク式電気炉内で、
N2、NH3又はこれらの混合ガスの雰囲気下、少
なくともチタン族元素の窒化物の融点以上の加熱
条件で加熱溶融して、窒化し、得られた窒化溶融
物を固化して鋳塊状物を得ることを特徴とする鋳
塊状のチタン族元素窒化物の製造法。 ２ チタン族元素化物（）が酸化チタン、酸化
ジルコニウム、酸化ハフニウムのいずれかから選
ばれた特許請求の範囲第１項記載の鋳塊状のチタ
ン族元素窒化物の製造法。 ３ チタン族元素の炭化物の粉末を、アーク式電
気炉内で、N2及びCO2の混合ガス雰囲気下で加
熱することによつて酸化し、しかる後このチタン
族元素の酸化物をN2、NH3又はこれらの混合ガ
スの雰囲気下、少なくともチタン族元素の窒化物
の融点以上の加熱条件で加熱溶融して、窒化し、
得られた窒化溶融物を固化して鋳塊状物を得るこ
とを特徴とする鋳塊状のチタン族元素窒化物の製
造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59049474A JPS60195009A (ja) | 1984-03-14 | 1984-03-14 | 塊状のチタン族元素窒化物の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59049474A JPS60195009A (ja) | 1984-03-14 | 1984-03-14 | 塊状のチタン族元素窒化物の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60195009A JPS60195009A (ja) | 1985-10-03 |
| JPH0357044B2 true JPH0357044B2 (ja) | 1991-08-30 |
Family
ID=12832146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59049474A Granted JPS60195009A (ja) | 1984-03-14 | 1984-03-14 | 塊状のチタン族元素窒化物の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60195009A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113336543B (zh) * | 2021-06-09 | 2022-11-29 | Oppo广东移动通信有限公司 | 电子设备及其壳体、氧化锆陶瓷涂料的制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4880102A (ja) * | 1972-02-01 | 1973-10-26 | ||
| JPS596246B2 (ja) * | 1980-04-25 | 1984-02-09 | 東ソー株式会社 | 窒化チタンの製法 |
-
1984
- 1984-03-14 JP JP59049474A patent/JPS60195009A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60195009A (ja) | 1985-10-03 |
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