JPH0450106A - Production of readily sinterable aluminum nitride powder - Google Patents

Production of readily sinterable aluminum nitride powder

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JPH0450106A
JPH0450106A JP16168690A JP16168690A JPH0450106A JP H0450106 A JPH0450106 A JP H0450106A JP 16168690 A JP16168690 A JP 16168690A JP 16168690 A JP16168690 A JP 16168690A JP H0450106 A JPH0450106 A JP H0450106A
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JP
Japan
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powder
aluminum nitride
alumina
nitride powder
particle size
Prior art date
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Application number
JP16168690A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Yamamoto
和夫 山本
Shinichiro Tanaka
紳一郎 田中
Takeshi Miyai
宮井 健
Mitsutoshi Murase
村瀬 光俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0450106A publication Critical patent/JPH0450106A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain the title powder little in agglomerated granules and sharp in particle size distribution by mixing in an aqueous dispersion medium of a specified pH value alumina powder, carbon powder and a nonionic surfactant followed by reaction under heating in a nitrogen-contg. atmosphere. CONSTITUTION:The objective aluminum nitride powder can be obtained by mixing in an aqueous dispersion medium with a pH of 2.0-6.0 (A) alumina powder, (B) carbon powder and (C) 5-20 pts.wt. based on 100 pts.wt. of the carbon powder, of a nonionic surfactant followed by reaction under heating in a nitrogen-contg. atmosphere. Using the present aluminum nitride powder, high- density sintered compacts of excellent thermal conductivity virtually free from pores can be easily obtained, therefore, the present aluminum nitride powder is useful as stock powder for producing such sintered compacts.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、易焼結性窒化アルミニウム粉末の製造方法に
関するもので、詳しくは従来より高熱伝導度を有する焼
結体が得られて、凝集粒が少なく、粒度分布のシャープ
な窒化アルミニウム粉末を得る方法に関するものである
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for producing easily sinterable aluminum nitride powder. The present invention relates to a method for obtaining aluminum nitride powder with few particles and a sharp particle size distribution.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

高信頼性のIC基板あるいはパッケージ材料には従来よ
りアルミナが多用されている。LSIなどの高集積化、
高速化および高出力化に伴い、半導体チップからの発熱
量が増加し、効率良く熱を系外へ散逸させる必要性が高
まり、アルミナよりも熱伝導性が良(、放熱性に優れた
材料が要望されている。
Alumina has traditionally been widely used in highly reliable IC substrates or package materials. High integration of LSI etc.
As speed increases and power increases, the amount of heat generated from semiconductor chips increases, and the need to efficiently dissipate heat outside the system increases. It is requested.

窒化アルミニウムは高熱伝導性を有すると共に絶縁抵抗
、絶縁耐圧、誘電率などの電気的特性および強度などの
機械的特性に優れており、放熱性に優れたIC基板、パ
ッケージ材料として注目されている。
Aluminum nitride has high thermal conductivity and excellent electrical properties such as insulation resistance, dielectric strength, and dielectric constant, and mechanical properties such as strength, and is attracting attention as an IC substrate and package material with excellent heat dissipation properties.

窒化アルミニウム粉末の製造方法としては、金属アルミ
ニウム粉末を窒素を含む雰囲気中で加熱して窒化する直
接窒化法、アルミナあるいはアルミナ水和物とカーボン
との混合物を窒素を含む雰囲気中で加熱して窒化する還
元窒化法の二つが従来から知られている代表的な方法で
ある。
Methods for producing aluminum nitride powder include direct nitriding, in which metal aluminum powder is heated in a nitrogen-containing atmosphere to nitride it, and a mixture of alumina or alumina hydrate and carbon is heated in a nitrogen-containing atmosphere to nitride it. There are two typical methods known in the past: the reduction nitridation method.

前者の方法は、通常高純度アルミニウム粉末や箔を原料
として用いるが、これらの表面には酸化物被膜が存在し
、窒化反応後に酸素不純物として窒化アルミニウム中に
含まれる。また、発熱反応のためアルミニウムの溶着に
よる塊状の生成物が出来易く、窒化反応後に粉砕して粒
度を調整する必要がある。
The former method usually uses high-purity aluminum powder or foil as a raw material, but an oxide film exists on the surface of these and is contained in aluminum nitride as an oxygen impurity after the nitriding reaction. Furthermore, due to the exothermic reaction, lumpy products are likely to be formed due to aluminum welding, and it is necessary to adjust the particle size by crushing the product after the nitriding reaction.

このため不純物が混入し易く、高純度の窒化アルミニウ
ム粉末が得られにくい。従って、高熱伝導性を得るため
の高純度の窒化アルミニウム粉末を得る方法としては、
後者の還元窒化法が有望視されている。
For this reason, impurities are likely to be mixed in, making it difficult to obtain highly pure aluminum nitride powder. Therefore, as a method for obtaining high purity aluminum nitride powder to obtain high thermal conductivity,
The latter reductive nitriding method is seen as promising.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

この還元窒化法は、原料として高純度の微粉末のアルミ
ナを用いることにより原料の特性を保持した高純度窒化
アルミニウム粉末が得られることは既に知られている。
It is already known that this reductive nitriding method uses high-purity fine powder alumina as a raw material to obtain high-purity aluminum nitride powder that retains the characteristics of the raw material.

しかし、窒化反応過程においてアルミナ同士の焼結が起
こり、そのため原料のアルミナ粉末に比較して粗粒ある
いは凝集粒の多い粒度分布のブロードな窒化アルミニウ
ム粉末しか得られていないのが現状である。
However, sintering of alumina occurs during the nitriding reaction process, and as a result, only aluminum nitride powder with a broad particle size distribution containing more coarse or agglomerated particles than the raw material alumina powder is currently available.

粗粒あるいは凝集粒の多い粒度分布のブロードな粉末を
用いて焼結した場合、一般に焼結性か悪く、また、気孔
を多く含有した焼結体が得られ易い。窒化アルミニウム
の場合は、特に気孔か熱伝導度を低下させる原因となる
ため、粗粒あるいは凝集粒が少なく、粒度分布のシャー
プな原料粉末が要望されている。
When sintering is performed using a powder with a broad particle size distribution including many coarse particles or agglomerated particles, sinterability is generally poor and a sintered body containing many pores is likely to be obtained. In the case of aluminum nitride, pores in particular cause a decrease in thermal conductivity, so a raw material powder with few coarse or aggregated particles and a sharp particle size distribution is desired.

アルミナの還元窒化法による窒化アルミニウム粉末の製
造において、原料であるアルミナ粉末とカーボン粉末と
を十分に混合、分散させることが必要である。本来、ア
ルミナ粉末は親水性表面を有し、一方、カーボン粉末は
親油性表面を有している。これらの相反する表面特性を
有する粉末を分散媒中に均一に混合、分散させることは
非常に難しい。
In the production of aluminum nitride powder by the alumina reduction nitriding method, it is necessary to sufficiently mix and disperse raw materials alumina powder and carbon powder. By nature, alumina powder has a hydrophilic surface, while carbon powder has a lipophilic surface. It is very difficult to uniformly mix and disperse powders having these contradictory surface characteristics in a dispersion medium.

一般に、水分散媒中ではアルミナ粉末は酸性領域で高分
散し、一方、カーボン粉末はアルカリ性領域で高分散状
態を示すので、通常はアルミナ粉末の分散性を優先させ
て酸性領域で製造している。
Generally, in an aqueous dispersion medium, alumina powder is highly dispersed in an acidic region, while carbon powder is highly dispersed in an alkaline region, so the dispersibility of alumina powder is usually prioritized and manufactured in an acidic region. .

そのため、この方法で得られた窒化アルミニウム粉末に
は多量の粗粒あるいは凝集粒が存在するという問題があ
った。この点を改良するために特開昭60−60910
号公報で開示されているような有機溶媒を分散媒とする
方法も提案されているが、必ずしも満足できるものでは
なかった。
Therefore, there is a problem in that the aluminum nitride powder obtained by this method contains a large amount of coarse particles or agglomerated particles. In order to improve this point, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-60910
A method using an organic solvent as a dispersion medium as disclosed in the above publication has also been proposed, but this method was not always satisfactory.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

かかる事情に鑑み、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果
、水分散媒が酸性の場合にノニオン系界面活性剤を用い
ることにより、窒化反応過程におけるアルミナ同士の焼
結を防止し、粗粒あるいは凝集粒が少なく粒度分布のシ
ャープな易焼結性窒化アルミニウム粉末を製造する方法
を見出し、本発明を完成させるに至ったものである。
In view of these circumstances, the present inventors have conducted extensive studies and found that by using a nonionic surfactant when the aqueous dispersion medium is acidic, sintering of alumina with each other during the nitriding reaction process can be prevented, and coarse particles can be reduced. Alternatively, the inventors discovered a method for producing easily sinterable aluminum nitride powder with few agglomerated particles and a sharp particle size distribution, leading to the completion of the present invention.

すなわち、本発明はアルミナ粉末とカーボン粉末とを水
分散媒中で混合し、窒素を含む雰囲気中で加熱反応させ
て窒化アルミニウム粉末を製造する方法において、ノニ
オン系界面活性剤をカーボン粉末100重量部に対して
5〜20重量部添加し、水分散媒のpHを2.6〜6.
0の範囲にすることを特徴とする易焼結性窒化アルミニ
ウム粉末を製造する方法を提供するものである。
That is, the present invention provides a method for producing aluminum nitride powder by mixing alumina powder and carbon powder in an aqueous dispersion medium and causing a heating reaction in an atmosphere containing nitrogen. 5 to 20 parts by weight to adjust the pH of the aqueous dispersion medium to 2.6 to 6.
The present invention provides a method for producing easily sinterable aluminum nitride powder, which is characterized in that the sinterability of the aluminum nitride powder is within the range of 0.

以下、本発明について詳述する。The present invention will be explained in detail below.

本発明において得られる窒化アルミニウム粉末の純度お
よび粒子径は、原料となるアルミナ粉末の純度および粒
子径にほぼ対応する。従って、目的とする窒化アルミニ
ウム粉末の純度および粒子径を考慮して、適宜原料アル
ミナ粉末の純度および粒子径を選択することができる。
The purity and particle size of the aluminum nitride powder obtained in the present invention approximately correspond to the purity and particle size of the alumina powder used as the raw material. Therefore, the purity and particle size of the raw material alumina powder can be appropriately selected in consideration of the intended purity and particle size of the aluminum nitride powder.

しかし、中心粒径が10μm以上の大きいアルミナ粉末
を原料として用いる場合は、窒化反応を十分進行させる
ために高温で長時間の加熱が必要である。また、粗粒あ
るいは凝集粒を含有するアルミナ粉末を原料として用い
る場合は、原料の混合や分散を十分に行っても生成する
窒化アルミニウム粉末中に粗粒や凝集粒が混在すること
は避けられない。
However, when a large alumina powder with a center particle size of 10 μm or more is used as a raw material, heating at a high temperature for a long time is required to allow the nitriding reaction to proceed sufficiently. In addition, when using alumina powder containing coarse particles or aggregated particles as a raw material, it is inevitable that coarse particles or aggregated particles will be mixed in the aluminum nitride powder produced even if the raw materials are thoroughly mixed and dispersed. .

また、鉄、マグネシウム、シリコン、チタンなどの金属
不純物は、焼結体の熱伝導度に悪影響を及ぼすことが知
られているので、焼結性に優れた窒化アルミニウム粉末
を得るためには中心粒径が10μm以下、好ましくは5
μm以下で、鉄、マグネシウム、シリコン、チタンなど
の金属不純物が1100pp以下のアルミナ粉末を原料
として選択することか好ましい。
In addition, metal impurities such as iron, magnesium, silicon, and titanium are known to have a negative effect on the thermal conductivity of sintered bodies, so in order to obtain aluminum nitride powder with excellent sinterability, it is necessary to The diameter is 10 μm or less, preferably 5
It is preferable to select as the raw material an alumina powder having a particle size of 1100 pp or less and metal impurities such as iron, magnesium, silicon, and titanium.

このようなアルミナ粉末としては、低ソーダアルミナ、
高純度アルミナ、易焼結性アルミナとして一般に市販さ
れているものを用いることができる。また、カーボン粉
末としては、高純度で微粉のグレードのものを用いるこ
とができる。−次粒子径が1μm以下で灰分が0.3重
量%以下の粉末が好ましい。このようなカーボン粉末と
しては、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チ
ャネルブラック、サーマルブラックなどが知られており
、この中でもより高純度という点でアセチレンブラック
が好ましい。また、取り扱いの簡便性から分散が容易で
あれば0.3〜L、 5mmに造粒した粒状品あるいは
プレス圧縮した粉状界を用いるのが有利である。
Such alumina powders include low soda alumina,
Commercially available high-purity alumina and easily sinterable alumina can be used. Further, as the carbon powder, a highly purified and fine grade carbon powder can be used. -Powder having a secondary particle size of 1 μm or less and an ash content of 0.3% by weight or less is preferable. As such carbon powder, acetylene black, furnace black, channel black, thermal black, etc. are known, and among these, acetylene black is preferable in terms of higher purity. Furthermore, for ease of handling and dispersion, it is advantageous to use granular products granulated to a size of 0.3 to 5 mm or press-compressed powder particles.

ノニオン系界面活性剤としては、ポリエチレングリコー
ル型のものが用いられ、ポリオキシエチレンノニルフェ
ニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエ
ーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル
、ポリオキシエチレンオレインエーテル、ポリオキシエ
チレンラウリルエーテル等のポリオキシエチレンアルキ
ルフェニルエーテルあるいはポリオキシエチレンアルキ
ルエーテルが知られている。
Polyethylene glycol type surfactants are used as nonionic surfactants, such as polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene dodecylphenyl ether, polyoxyethylene olein ether, polyoxyethylene lauryl ether, etc. Polyoxyethylene alkylphenyl ether or polyoxyethylene alkyl ether is known.

その添加量は、カーボン粉末100重量部に対して5〜
20重量部の範囲が適当である。5重量部以下ではカー
ボン粉末の分散性が不十分であり、凝集粒の多い窒化ア
ルミニウム粉末しか得られない。
The amount added is 5 to 100 parts by weight of carbon powder.
A range of 20 parts by weight is suitable. If it is less than 5 parts by weight, the dispersibility of the carbon powder will be insufficient, and only aluminum nitride powder with many aggregated particles will be obtained.

一方、20重量部以上ではカーボン粉末の分散性が飽和
状態となり、またコスト面でも高くなり好ましくない。
On the other hand, if it exceeds 20 parts by weight, the dispersibility of the carbon powder becomes saturated, and the cost also increases, which is not preferable.

上記のノニオン系界面活性剤は、アルミナ粉末とカーボ
ン粉末とを水分散媒中で混合して分散するときに添加す
る。添加水量はアルミナ粉末とカーボン粉末の固形成分
に対して0.5〜6重量比で、好ましくは1〜5重量比
である。
The above nonionic surfactant is added when alumina powder and carbon powder are mixed and dispersed in an aqueous dispersion medium. The amount of water added is in a weight ratio of 0.5 to 6, preferably 1 to 5, based on the solid components of alumina powder and carbon powder.

また、水分散媒のpHは2.0〜6.0の範囲に調製す
る必要があり、硝酸や硝酸アルミニウム水溶液等を適宜
使用してpHを調製する。水分散媒のpHが2.0以下
あるいは6.0以上では、ノニオン系界面活性剤が十分
に作用せずカーボン粉末の分散性が不十分となり好まし
くない。
Further, the pH of the aqueous dispersion medium needs to be adjusted to a range of 2.0 to 6.0, and the pH is adjusted using nitric acid, an aqueous aluminum nitrate solution, or the like as appropriate. If the pH of the aqueous dispersion medium is less than 2.0 or more than 6.0, the nonionic surfactant will not function sufficiently and the dispersibility of the carbon powder will be insufficient, which is not preferable.

水分散媒のpHを2.0〜6.0の範囲に調製すること
により、アルミナ粉末は高分散し、また、カーボン粉末
はノニオン系界面活性剤の作用により同様に高分散し、
その結果アルミナ粉末とカーボン粉末の均一な混合、分
散状態が得られ、以後の窒化反応工程においてアルミナ
粉末同士の焼結が抑制され、凝集粒あるいは粗粒を含ま
ない窒化アルミニウム粉末が得られる。
By adjusting the pH of the aqueous dispersion medium to a range of 2.0 to 6.0, the alumina powder is highly dispersed, and the carbon powder is similarly highly dispersed due to the action of the nonionic surfactant.
As a result, alumina powder and carbon powder are uniformly mixed and dispersed, and sintering of the alumina powders is suppressed in the subsequent nitriding reaction step, and aluminum nitride powder containing no aggregated particles or coarse particles is obtained.

アルミナ粉末とカーボン粉末との混合比率は、カーボン
/アルミナのモル比で3〜10の範囲が好ましい。モル
比が3より小さいと未反応のアルミナが残存し、一方、
10を越えると未反応カーボンの残存量が多(なり、そ
の除去が困難でコストも高くなるので好ましくない。
The mixing ratio of alumina powder and carbon powder is preferably in the range of 3 to 10 in carbon/alumina molar ratio. When the molar ratio is less than 3, unreacted alumina remains;
If it exceeds 10, a large amount of unreacted carbon remains, making it difficult to remove and increasing the cost, which is not preferable.

混合や分散の方法としては、ボールミル、超音波分散機
などの一般的な方法やパーティカルグラニユレータ−、
ウニルナ−ミキサーなどの各種の混合機を用いることが
可能であるが、直接接触する部分は金属不純物が混入し
ないような材質から成っている装置を使用することが望
ましい。
Mixing and dispersion methods include general methods such as ball mills and ultrasonic dispersion machines, particle granulators,
Although it is possible to use various types of mixers such as a Unilunar mixer, it is preferable to use a device whose parts that come into direct contact are made of a material that does not contain metal impurities.

そのような混合機として、ポリエチレン、ナイロン、ウ
レタンなどの合成樹脂、天然ゴムあるいは合成ゴム、ア
ルミナや窒化アルミニウム製のもの、あるいはこれらの
材料で内張りまたはコーティングされたものを用いるこ
とが望ましい。
As such a mixer, it is desirable to use one made of synthetic resin such as polyethylene, nylon, urethane, natural or synthetic rubber, alumina or aluminum nitride, or one lined or coated with these materials.

混合物の乾燥方法としては、通常の工業的方法が適用で
きるが、混合時のスラリー粘度が低くて乾燥時にアルミ
ナ粉末とカーボン粉末との分離が生じる恐れのあるとき
は、スプレードライ法、凍結乾燥法、ロータリーエバポ
レーター法などの方法を用いるのが好ましい。
Normal industrial methods can be used to dry the mixture, but if the viscosity of the slurry during mixing is low and there is a risk of separation of alumina powder and carbon powder during drying, spray drying or freeze drying may be used. It is preferable to use a method such as a rotary evaporator method or the like.

また、必要に応じて混合や乾燥と共に20μm〜3mm
程度の大きさの粒子に造粒することもできるので、造粒
することにより以後の取り扱いが容易になるという利点
がある。
In addition, if necessary, we can also mix and dry 20 μm to 3 mm.
Since it can be granulated into particles of a certain size, granulation has the advantage that subsequent handling becomes easier.

このようにして得られた粉末あるいは造粒状の混合物を
、窒素を含む雰囲気中で加熱処理することにより還元窒
化反応を行うが、その雰囲気としては窒素、アンモニア
、窒素−アンモニア混合ガス、窒素−水素混合ガス、窒
素−アルゴン混合ガスなどを使用することができる。
The powder or granulated mixture thus obtained is heat-treated in an atmosphere containing nitrogen to perform a reductive nitriding reaction.The atmosphere includes nitrogen, ammonia, nitrogen-ammonia mixed gas, nitrogen- Hydrogen mixed gas, nitrogen-argon mixed gas, etc. can be used.

加熱処理温度は通常は1450〜1700℃の範囲で、
好ましくは1ff00〜1600℃の範囲である。14
50℃未満では還元窒化反応を十分に進行させるために
長時間を必要とし、1700℃以上では粗粒の生成が多
くなるので好ましくない。経済的な範囲としては150
0〜1600℃で2〜6時間保持するのが最も適当であ
る。
The heat treatment temperature is usually in the range of 1450 to 1700°C,
Preferably it is in the range of 1ff00 to 1600°C. 14
If it is less than 50°C, it will take a long time for the reduction-nitridation reaction to proceed sufficiently, and if it is more than 1700°C, coarse particles will be produced in large quantities, which is not preferable. 150 as an economical range
It is most appropriate to hold the temperature at 0 to 1600°C for 2 to 6 hours.

更に、還元窒化反応後残存している余剰のカーボンの除
去を目的として、酸化性雰囲気中で加熱処理を行うが、
その処理温度は600〜750℃で1〜4時間が適当で
ある。
Furthermore, heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere for the purpose of removing excess carbon remaining after the reductive nitriding reaction.
The treatment temperature is suitably 600-750°C for 1-4 hours.

加熱処理にはオーブン型式の箱型類やロータリーキルン
型式の回転炉など通常用いられる装置が使用できる。
For the heat treatment, commonly used equipment such as an oven-type box type or a rotary kiln-type rotary furnace can be used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明で得られた窒化アルミニウム粉末は、粗粒あるい
は凝集粒が少なく、粒度分布かソヤープな易焼結性の窒
化アルミニウム粉末であり、これを用いることにより殆
ど気孔を含まない高密度で熱伝導性に優れた焼結体を容
易に得ることができ、熱伝導性に優れた窒化アルミニウ
ム焼結体製造用原料粉末として有用なものである。
The aluminum nitride powder obtained in the present invention is an easily sinterable aluminum nitride powder with few coarse grains or agglomerated grains and a soaring particle size distribution. It is possible to easily obtain a sintered body with excellent properties, and it is useful as a raw material powder for producing an aluminum nitride sintered body with excellent thermal conductivity.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

なお、実施例中に記載された粒度分布は(掬島津製作所
製のセディグラフ5000ETにより測定し、焼結密度
は■島津製作所製のアルキメデス法による固体比重測定
装置により測定し、また、焼結体の熱伝導度は真空理工
(即製のレーサーフラッシュ法による熱伝導度測定装置
TC−7000により測定した。
The particle size distribution described in the examples was measured using Sedigraph 5000ET manufactured by Shimadzu Corporation. The thermal conductivity was measured using a thermal conductivity measurement device TC-7000 by Vacuum Riko (immediately made using the laser flash method).

実施例1 純度99.9%、中心粒径が0.7μmで1μm以下が
80%の低ソーダアルミナ粉末255gに灰分0.00
5%のアセチレンブラック(電気化学工業(即製100
%プレス品) 120g、粘度調整剤としてポリエチレ
ングリコール(和光純薬工業■製# 1000)を3.
8g、ノニオン系界面活性剤としてポリオキシエチレン
アルキルフェニルエーテルを14.4g(12重量部)
および分散媒としてイオン交換水を1100g加え、径
2smtnのウレタンボール200個と共に51のポリ
エチレン製ポットに入れ、硝酸アルミニウム1.9gと
IN硝酸28gとを添加して水分散媒のpHを3.5に
調製して、40rpmの回転速度でlθ時時間式混合を
行った。
Example 1 255 g of low soda alumina powder with a purity of 99.9% and a center particle size of 0.7 μm and 80% of 1 μm or less with an ash content of 0.00
5% acetylene black (Denki Kagaku Kogyo (ready made 100
% pressed product) 120g, polyethylene glycol (#1000 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a viscosity modifier.
8g, 14.4g (12 parts by weight) of polyoxyethylene alkylphenyl ether as a nonionic surfactant.
Then, 1100 g of ion-exchanged water was added as a dispersion medium, placed in a polyethylene pot of 51 along with 200 urethane balls with a diameter of 2 smtn, and 1.9 g of aluminum nitrate and 28 g of IN nitric acid were added to adjust the pH of the aqueous dispersion medium to 3.5. was prepared, and time mixing was performed at lθ at a rotational speed of 40 rpm.

このようにして得られた混合スラリーを乾燥機中で乾燥
させた後、そのうち300gをグラファイト製トレイに
充填し、電気炉を用いて201 /minの窒素ガスを
流しながら1550℃で8時間加熱し、還元窒化反応を
行った。次に、この反応生成物を乾燥空気中にて700
℃で3時間加熱して、135gの窒化アルミニウム粉末
を得た。
After drying the mixed slurry thus obtained in a dryer, 300 g of it was filled into a graphite tray and heated at 1550°C for 8 hours using an electric furnace while flowing nitrogen gas at 201/min. , a reductive nitriding reaction was performed. Next, this reaction product was heated in dry air for 700 min.
After heating at ℃ for 3 hours, 135 g of aluminum nitride powder was obtained.

この窒化アルミニウム粉末のセディグラフによる粒度分
布曲線を第1図(1)に示す。
The particle size distribution curve of this aluminum nitride powder according to a Sedigraph is shown in FIG. 1 (1).

中心粒径は1.5μm193%が3μm以下の粒子で、
粗粒あるいは凝集粒の殆どない粒度分布のシャープな粉
末であった。
The central particle size is 1.5 μm, with 193% of the particles being 3 μm or less.
The powder had a sharp particle size distribution with almost no coarse particles or agglomerated particles.

この粉末に焼結助剤としてY2O3(日本イツトリウム
(掬製)を3重量%添加し、1500kg/cm”でプ
レス成形して得たグリーン成形体を窒化アルミニウムと
窒化ホウ素との混合粉末に埋め、窒素雰囲気中で180
0℃および1850℃で5時間常圧で焼結した。
To this powder, 3% by weight of Y2O3 (Nippon Yttrium Co., Ltd.) was added as a sintering aid, and the green molded body obtained by press molding at 1500 kg/cm was buried in a mixed powder of aluminum nitride and boron nitride. 180 in nitrogen atmosphere
Sintering was carried out at normal pressure at 0°C and 1850°C for 5 hours.

得られた焼結体の焼結密度と熱伝導度を表1に示す。Table 1 shows the sintered density and thermal conductivity of the obtained sintered body.

表−1 焼結温度   焼結密度   熱伝導度1800°C3
,15g/am2186W/mK1850°C3,26
g/am2207W/mK比較例1 ノニオン系界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキ
ルフェニルエーテルを3.6g(3重量部)用いた以外
は実施例1と同様の方法で窒化アルミニウム粉末を得た
Table-1 Sintering temperature Sintering density Thermal conductivity 1800°C3
,15g/am2186W/mK1850°C3,26
g/am2207W/mK Comparative Example 1 Aluminum nitride powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that 3.6 g (3 parts by weight) of polyoxyethylene alkylphenyl ether was used as the nonionic surfactant.

得られた粉末のセディグラフによる粒度分布曲線を第1
図(2)に示す。
The particle size distribution curve of the obtained powder by Sedigraph is
This is shown in Figure (2).

中心粒径は1.9μm、80%が3μm以下の粒子で、
凝集粒の多い粉末であった。
The center particle size is 1.9 μm, and 80% of the particles are 3 μm or less.
It was a powder with many aggregated particles.

この粉末を実施例1と同様の方法で焼結し、得られた焼
結体の焼結密度と熱伝導度を表2に示す。
This powder was sintered in the same manner as in Example 1, and the sintered density and thermal conductivity of the obtained sintered body are shown in Table 2.

表−2 焼結温度   焼結密度   熱伝導度1800°C3
,06g/cm’   164W/mK1850°C3
,23g/cm’   193W/mK比較例2 硝酸アルミニウムと硝酸を用いるかわりに濃アンモニア
水0.5gを水分散媒中へ添加し、水分散媒のpHを1
0.8に調製した以外は実施例1と同様の方法で窒化ア
ルミニウム粉末を得た。
Table-2 Sintering temperature Sintering density Thermal conductivity 1800°C3
,06g/cm' 164W/mK1850°C3
, 23g/cm' 193W/mK Comparative Example 2 Instead of using aluminum nitrate and nitric acid, 0.5g of concentrated ammonia water was added to the aqueous dispersion medium, and the pH of the aqueous dispersion medium was adjusted to 1.
Aluminum nitride powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that the powder was adjusted to 0.8.

得られた粉末のセディグラフによる粒度分布曲線を第1
図(3)に示す。
The particle size distribution curve of the obtained powder by Sedigraph is
It is shown in Figure (3).

中心粒径は2.2μm169%が3μm以下の粒子で、
凝集粒の多い粉末であった。
The central particle size is 2.2 μm, with 169% of the particles being 3 μm or less.
It was a powder with many agglomerated particles.

この粉末を実施例1と同様の方法で焼結し、得られた焼
結体の焼結密度と熱伝導度を表3に示す。
This powder was sintered in the same manner as in Example 1, and the sintered density and thermal conductivity of the obtained sintered body are shown in Table 3.

表−3 焼結温度   焼結密度   熱伝導度1800°C2
,95g/cm’   149W/mK1850°C3
,24g/cm’   195W/mK
Table-3 Sintering temperature Sintering density Thermal conductivity 1800°C2
,95g/cm' 149W/mK1850°C3
,24g/cm' 195W/mK

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は実施例および比較例で得られた窒化アルミニウ
ム粉末をセディグラフにより測定した粒度分布曲線を示
す図で、累積重量と粒子径の関係を示すものである。 代理人 弁理士 諸石 光烈(ほか1名)累積型H1(
%) 手続補正書(自発)
FIG. 1 is a graph showing particle size distribution curves of aluminum nitride powders obtained in Examples and Comparative Examples measured using a Sedigraph, and shows the relationship between cumulative weight and particle size. Agent: Patent attorney Koretsu Moroishi (and 1 other person) Cumulative type H1 (
%) Procedural amendment (voluntary)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] アルミナ粉末とカーボン粉末とを水分散媒中で混合し、
窒素を含む雰囲気中で加熱反応させて窒化アルミニウム
粉末を製造する方法において、ノニオン系界面活性剤を
カーボン粉末100重量部にに対して5〜20重量部添
加し、水分散媒のpHを2.0〜6.0の範囲にするこ
とを特徴とする易焼結性窒化アルミニウム粉末の製造方
法。
Mixing alumina powder and carbon powder in an aqueous dispersion medium,
In a method for producing aluminum nitride powder by heating reaction in an atmosphere containing nitrogen, 5 to 20 parts by weight of a nonionic surfactant is added to 100 parts by weight of carbon powder, and the pH of the aqueous dispersion medium is adjusted to 2. A method for producing easily sinterable aluminum nitride powder, characterized in that the particle diameter is within the range of 0 to 6.0.
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