JPH0456764B2 - - Google Patents
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- JPH0456764B2 JPH0456764B2 JP60073778A JP7377885A JPH0456764B2 JP H0456764 B2 JPH0456764 B2 JP H0456764B2 JP 60073778 A JP60073778 A JP 60073778A JP 7377885 A JP7377885 A JP 7377885A JP H0456764 B2 JPH0456764 B2 JP H0456764B2
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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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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
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- 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
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、周期律表4a，5a，6a族金属の窒化
物からなる微細な金属窒化物粉末又は周期律表
4a，5a，6a族金属の炭窒化物からなる微細な金
属炭窒化物粉末の製造方法に関する。 （従来の技術） 従来、周期律表4a，5a，6a族金属の窒化物粉
末又は炭窒化物粉末の製造方法としては、 (1) 周期律表4a，5a，6a族金属の酸化物と炭素
の混合物をN2又はNH4ガス中で窒化して窒化
物粉末又は炭窒化物粉末にしたり、もしくは周
期律表4a，5a，6a族金属又はこれらの金属水
素化物をN2又はNH4中で窒化して窒化物粉末
にする固相反応法。 (2) 周期律表4a，5a，6a族金属の塩化物、酸塩
化物又はアンモニウム化合物と窒素又はアンモ
ニアと水素によつて窒化物粉末にしたり、もし
くは周期律表4a，5a，6a族金属の塩化物、酸
塩化物又はアンモニウム化合物と窒素又はアン
モニアとメタン、一酸化炭素又は二酸化炭素と
水素によつて炭窒化物粉末にする気相反応法。 などがある。この内、(1)の方法は主として工業的
に実用されているが微細粉末を得るのが困難であ
り、(2)の方法は微細粉末を得ることが可能である
が量産化し難いという問題がある。そこで微細な
金属化合物粉末を得る方法が多数提案されてお
り、その内、例えば特開昭59−49828は、一つの
方向を提案しているものである。 （発明が解決しようとする問題点） 周期律表4a，5a，6a族金属の窒化物粉末又は
炭窒化物粉末は、これらの窒化物又は炭窒化物自
体が有しているすぐれた諸特性を利用して超硬合
金、サーメツト、セラミツクス及び高圧焼結体な
どの粉末冶金法で作製される焼結合金又は焼結体
の出発原料として使用されている。これらの焼結
合金又は焼結体の出発原料として使用する周期律
表4a，5a，6a族金属の窒化物粉末又は炭窒化物
粉末は、できるだけ微細粉末のものを使用する方
が活性が高くて焼結性にもすぐれ、しかも緻密で
高硬度な焼結合金又は焼結体が得られやすく望ま
しいものである。従来、周期律表4a，5a，6a族
金属の窒化物又は炭窒化物の内、1μｍ以下の微
細金属化合物粉末の製造方法としては、気相反応
法又は液相反応法があり、その中で、水蒸気を含
む熱ガス中に、分解性金属化合物及び炭素化合物
を装入して、金属酸化物と炭素を含む混合エーロ
ゾルを得て、これを含窒素化合物ガス雰囲気中で
加熱する金属窒化物の製造方法が特開昭59−
49828に開示されている。この特開昭59−49828
は、従来の固相反応法のような機械的混合法を必
要としないことから不純物の混入がない微細金属
窒化物粉末を容易に得ることができるというすぐ
れた方法ではあるけれども分解性金属化合物と炭
素化合物を水蒸気の含む熱ガス中で反応させて得
る金属酸化物と炭素の混合エーロゾルは炭素量が
多くなつたり、逆に炭素量が少な過ぎるなどと目
的の炭素量を含む混合エーロゾルが得られ難い。
このために目的の炭素量と異なつた混合エーロゾ
ルを含窒素化合物ガス雰囲気中で加熱することに
なつて、結局金属窒化物又は目的とする含有炭素
量の炭窒化物が得られ難いという問題がある。 本発明は、上述のような従来の問題点を解決し
たもので、具体的には、周期律表4a，5a，6a族
金属の窒化物粉末又は炭窒化物粉末の製造方法
で、特に微細で粒度分布の均一な金属窒化物粉末
又は金属炭窒化物粉末の製造方法を提供すること
を目的とするものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、微細粒子の窒化物粉末又は炭窒
化物粉末を得る方法としては、金属アルコキシド
の加水分解反応を応用するのが適しているという
ことから周期律表4a，5a，6a族金属のアルコキ
シドの加水分解とそれに続く粉末状炭素との固相
反応による還元及び窒化反応との関係を追究する
ことによつて本発明を完成するに至つたものであ
る。 すなわち、本発明の金属窒化物粉末又は金属炭
窒化物粉末の製造方法は、周期律表4a，5a，6a
族金属のアルコキシドの中の少なくとも１種に平
均粒径100Å〜1000Åの粉末状炭素を分散させた
後加水分解して沈殿物を生成し、この沈殿物を窒
素、アンモニア、ヒドラジンの中の少なくとも１
種のガス雰囲気中で1000℃〜1600℃に加熱するこ
とを特徴とするものである。 この本発明の金属窒化物粉末又は金属炭窒化物
粉末の製造方法に使用する周期律表4a，5a，6a
族金属のアルコキシドは、 一般式Ｍ（OR）ｘ（式中Ｍは、周期律表4a族金
属であるTi，Zr，Hf、周期律表5a族金属である
Ｖ，Nb，Ta、周期律表6a族金属であるCr，
Mo，Ｗの中の１種を示し、ORはアルコキシル
基を示し、ｘはＭに従つて定まる整数である。）
で表示されるもので、例えば Ti（OCH3）4，Ti（OC2H5）4，Ti（OC3H7）4，Ti
（OC4H9）4，Ti（OC5H11）4，Ti（OC6H13）4，Zr
（OC4H9）4，Hf（OC4H9）4，Ｖ（OC4H9）5，Nb
（OC4H9）5，Ta（OC4H9）5，Cr（OC4H9）6，M0
（OC4H9）6，Ｗ（OC4H9）6などを挙げることができ
る。このような示性式で表わした周期律表4a，
5a，6a族金属のアルコキシドは、各種の異性体、
例えばチタニウムブトキシドであるTi（OC4H9）4
の場合は、 Ti（Ｏ−nC4H9）4，Ti（Ｏ−iC4H9）4、Ti（Ｏ−
sC4H9）4，Ti（Ｏ−tC4H9）4などの異性体も使用で
きる。これらの内、特に炭素原子数が１〜６のア
ルコキシル基を有する周期律表4a，5a，6a族金
属のアルコキシドは、加水分解の容易性から望ま
しいものである。これらの金属アルコキシドが固
体状の場合は、有機溶剤などで溶解後粉末状炭素
を分散させればよく、液体状の金属アルコキシド
の場合は、そのまま粉末状炭素を分散させればよ
い。 金属アルコキシド中に分散させる粉末状炭素
は、出来るだけ微細なカーボン粉末又はグラフア
イト粉末を使用するのが好ましい。特に平均粒径
が100Å〜1000Åの粉末状炭素は、加水分解によ
り沈殿物として生成する金属酸化物及び／又は金
属水酸化物中によく分散すると共にこれらの金属
酸化物及び／又は金属水酸化物との接触面積が大
きくなつて加熱時に容易に金属窒化物又は金属炭
窒化物となりやすいものである。また、金属アル
コキシド中に分散させる粉末状炭素は、その表面
を親水性基の有する状態に表面処理してから使用
すると金属アルコキシドとの親和性にすぐれて分
散性が著しくよくなるので一層好ましいものであ
る。親水性基の有する状態とは、アルコキシル基
であるOR、水酸基であるOH、カルボキシル基
であるCOOH、アミノ基であるNH2、ケトン基
であるCOなどの親水性基が粉末状炭素の表面に
付着又は結合している状態を示すもので、特に親
水性基がアルコキシル基又は水酸基の場合は、処
理方法が容易で金属アルコキシドとの分散性にす
ぐれるので好ましいものである。表面処理方法と
しては、例えばオートクレーブ中で粉末状炭素を
アルコール又はアルコールのヘキサン溶液に浸漬
し、これをアルコール又はヘキサンの臨界状態で
反応させ、反応後蒸気成分を容器に凝縮させる方
法がある。 金属窒化物を製造する場合に金属アルコキシド
中に分散させる炭素量は、金属アルコキシド中の
金属元素が加水分解によつて金属酸化物及び／又
は金属水酸化物になり、これが洗浄及び乾燥から
加熱初期には金属酸化物となり、この金属酸化物
が炭素還元されて金属になるに必要な炭素量であ
ればよい。例えば、Ti（OC3H7）4の加水分解によ
つて得るTiO2が次式(1)に従つて金属チタンにな
るに必要な炭素量である。 TiO2＋2C→Ti＋2CO ……(1) この(1)式に従つて得るTiを窒素含有ガス中、
特に窒素、アンモニア又はヒドラジンの中の少な
くとも１種のガス雰囲気中で窒化することによつ
てチタンの窒化物を製造することができる。 また、金属炭窒化物を製造する場合に金属アル
コキシド中に分散させる炭素量は、例えば(1)式に
従つて炭素還元されて金属チタンにするための炭
素量と目的とするチタンの炭窒化物中の含有炭素
量との合計量であればよい。すなわち、次式(2)で
示した2C＋XCの合計した炭素量をチタンのアル
コキシド中に分散させればよいことになる。 TiO2＋2C＋XC→TiCx＋2CO ……(2) この(2)式が窒素含有ガス中、特に窒素、アンモ
ニア又はヒドラジンの中の少なくとも１種のガス
雰囲気中で窒化されることによつて次式(3)に従つ
てチタンの炭窒化物となる。 TiCx＋yN→Ti（Cx，Ny） ……(3) 以上の(1)式及び(2)式に従つて金属アルコキシド
に適量の粉末状炭素を分散させた後、蒸留水を加
えて混合しながら50〜90℃で加水分解することに
よつて沈殿物を生成することができる。この加水
分解によつて沈殿物を生成させる時に加水分解の
促進剤、例えば少量のアンモニア水、塩酸又は硝
酸などを滴下して加水分解反応の促進を行なうこ
ともできる。こうして得た沈殿物を洗浄及び乾燥
後必要ならば混合してから脱炭の生じないような
容器、例えば窒化ケイ素製容器、炭化ケイ素製容
器、カーボン製容器、ステンレス製容器又は耐熱
合金製容器に充填して窒素、アンモニア又はヒド
ラジンの中の少なくとも１種のガス雰囲気中で
1000℃〜1600℃に加熱して還元及び窒化すること
によつて周期律表4a，5a，6a族金属の窒化物又
は炭窒化物を得ることができる。沈殿物を容器に
充填するときには、充分に洗浄及び乾燥後そのま
ま充填してもよく又は作業性、充填性から必要な
形状に成形した後容器に充填することもできる。 ここで使用する粉末状炭素は、高純度のものが
望ましく、特にイオウ、リン、カルシウムがそれ
ぞれ20ppm以下に調整した粉末状炭素を使用する
と得られる金属窒化物又は金属炭窒化物粉末も高
純度となる。この高純度の金属窒化物粉末又は金
属炭窒化物粉末を用いて各種の焼結合金又は焼結
体を作製すると強度向上に著しい効果がある。 （作用） 本発明の金属窒化物粉末又は金属炭窒化物粉末
の製造方法は、金属アルコキシド中に分散させた
炭素量がそのまま加水分解後の沈殿物中に残存
し、この沈殿物を加熱すると沈殿物中の炭素が金
属窒化物粉末の製造方法の場合には炭素還元作用
として働き、金属炭窒化物粉末の製造方法の場合
には炭素還元及び炭化作用として働き、それぞれ
が含有窒素ガス雰囲気中で窒化されて金属窒化物
粉末又は金属炭窒化物粉末となるものである。こ
のために金属アルコキシド中に分散させる炭素量
の調整が非常に容易である。また、金属アルコキ
シドの溶液中に平均粒径100Å〜1000Åの微細な
粉末状炭素を分散させた後加水分解することによ
つて非常に微細で均一に混合された沈殿物が得ら
れ、そのために、還元性又は炭化性にすぐれ、低
温で容易に金属窒化物又は金属炭窒化物となるも
のである。さらに、得られる金属窒化物粉末又は
金属炭窒化物粉末は、粒度分布が均一で高純度の
微細粉末である。 （実施例） 実施例 １ 各種の金属アルコキシドに平均粒径500Åのカ
ーボン粉末（純度99.9％ca20ppm以下s20ppm以
下）を所定量分散させた後金属アルコキシドの３
〜10倍の蒸留水及び50％アンモニア水を少量（蒸
留水に対して約1/10）加えて２時間混合した。次
いで100℃以下の温度で２〜10時間加熱すること
によつて沈殿物を得た。この沈殿物を洗浄後ロー
タリーポンプにて減圧しながら90℃迄加熱して液
体を除去した。液体を除去した沈殿物を更に100
℃で10時間加熱することによつて非晶質状の金属
酸化物と炭素の混合粉末を得た。これらの混合粉
末を10φmm×10mmの形状にプレス成形した後Si3
N4製容器に充填してN2＋H2ガス雰囲気中1550℃
で60分間加熱して窒化物を得た。こうして得た窒
化物を粉砕機でほぐす程度に粉砕して同様に粒度
分布の均一な高純度（99.9％以上）の窒化物粉末
を得た。このようにして得た窒化物粉末の配合成
分及び生成窒化物粉末を第１表に示した。
物からなる微細な金属窒化物粉末又は周期律表
4a，5a，6a族金属の炭窒化物からなる微細な金
属炭窒化物粉末の製造方法に関する。 （従来の技術） 従来、周期律表4a，5a，6a族金属の窒化物粉
末又は炭窒化物粉末の製造方法としては、 (1) 周期律表4a，5a，6a族金属の酸化物と炭素
の混合物をN2又はNH4ガス中で窒化して窒化
物粉末又は炭窒化物粉末にしたり、もしくは周
期律表4a，5a，6a族金属又はこれらの金属水
素化物をN2又はNH4中で窒化して窒化物粉末
にする固相反応法。 (2) 周期律表4a，5a，6a族金属の塩化物、酸塩
化物又はアンモニウム化合物と窒素又はアンモ
ニアと水素によつて窒化物粉末にしたり、もし
くは周期律表4a，5a，6a族金属の塩化物、酸
塩化物又はアンモニウム化合物と窒素又はアン
モニアとメタン、一酸化炭素又は二酸化炭素と
水素によつて炭窒化物粉末にする気相反応法。 などがある。この内、(1)の方法は主として工業的
に実用されているが微細粉末を得るのが困難であ
り、(2)の方法は微細粉末を得ることが可能である
が量産化し難いという問題がある。そこで微細な
金属化合物粉末を得る方法が多数提案されてお
り、その内、例えば特開昭59−49828は、一つの
方向を提案しているものである。 （発明が解決しようとする問題点） 周期律表4a，5a，6a族金属の窒化物粉末又は
炭窒化物粉末は、これらの窒化物又は炭窒化物自
体が有しているすぐれた諸特性を利用して超硬合
金、サーメツト、セラミツクス及び高圧焼結体な
どの粉末冶金法で作製される焼結合金又は焼結体
の出発原料として使用されている。これらの焼結
合金又は焼結体の出発原料として使用する周期律
表4a，5a，6a族金属の窒化物粉末又は炭窒化物
粉末は、できるだけ微細粉末のものを使用する方
が活性が高くて焼結性にもすぐれ、しかも緻密で
高硬度な焼結合金又は焼結体が得られやすく望ま
しいものである。従来、周期律表4a，5a，6a族
金属の窒化物又は炭窒化物の内、1μｍ以下の微
細金属化合物粉末の製造方法としては、気相反応
法又は液相反応法があり、その中で、水蒸気を含
む熱ガス中に、分解性金属化合物及び炭素化合物
を装入して、金属酸化物と炭素を含む混合エーロ
ゾルを得て、これを含窒素化合物ガス雰囲気中で
加熱する金属窒化物の製造方法が特開昭59−
49828に開示されている。この特開昭59−49828
は、従来の固相反応法のような機械的混合法を必
要としないことから不純物の混入がない微細金属
窒化物粉末を容易に得ることができるというすぐ
れた方法ではあるけれども分解性金属化合物と炭
素化合物を水蒸気の含む熱ガス中で反応させて得
る金属酸化物と炭素の混合エーロゾルは炭素量が
多くなつたり、逆に炭素量が少な過ぎるなどと目
的の炭素量を含む混合エーロゾルが得られ難い。
このために目的の炭素量と異なつた混合エーロゾ
ルを含窒素化合物ガス雰囲気中で加熱することに
なつて、結局金属窒化物又は目的とする含有炭素
量の炭窒化物が得られ難いという問題がある。 本発明は、上述のような従来の問題点を解決し
たもので、具体的には、周期律表4a，5a，6a族
金属の窒化物粉末又は炭窒化物粉末の製造方法
で、特に微細で粒度分布の均一な金属窒化物粉末
又は金属炭窒化物粉末の製造方法を提供すること
を目的とするものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、微細粒子の窒化物粉末又は炭窒
化物粉末を得る方法としては、金属アルコキシド
の加水分解反応を応用するのが適しているという
ことから周期律表4a，5a，6a族金属のアルコキ
シドの加水分解とそれに続く粉末状炭素との固相
反応による還元及び窒化反応との関係を追究する
ことによつて本発明を完成するに至つたものであ
る。 すなわち、本発明の金属窒化物粉末又は金属炭
窒化物粉末の製造方法は、周期律表4a，5a，6a
族金属のアルコキシドの中の少なくとも１種に平
均粒径100Å〜1000Åの粉末状炭素を分散させた
後加水分解して沈殿物を生成し、この沈殿物を窒
素、アンモニア、ヒドラジンの中の少なくとも１
種のガス雰囲気中で1000℃〜1600℃に加熱するこ
とを特徴とするものである。 この本発明の金属窒化物粉末又は金属炭窒化物
粉末の製造方法に使用する周期律表4a，5a，6a
族金属のアルコキシドは、 一般式Ｍ（OR）ｘ（式中Ｍは、周期律表4a族金
属であるTi，Zr，Hf、周期律表5a族金属である
Ｖ，Nb，Ta、周期律表6a族金属であるCr，
Mo，Ｗの中の１種を示し、ORはアルコキシル
基を示し、ｘはＭに従つて定まる整数である。）
で表示されるもので、例えば Ti（OCH3）4，Ti（OC2H5）4，Ti（OC3H7）4，Ti
（OC4H9）4，Ti（OC5H11）4，Ti（OC6H13）4，Zr
（OC4H9）4，Hf（OC4H9）4，Ｖ（OC4H9）5，Nb
（OC4H9）5，Ta（OC4H9）5，Cr（OC4H9）6，M0
（OC4H9）6，Ｗ（OC4H9）6などを挙げることができ
る。このような示性式で表わした周期律表4a，
5a，6a族金属のアルコキシドは、各種の異性体、
例えばチタニウムブトキシドであるTi（OC4H9）4
の場合は、 Ti（Ｏ−nC4H9）4，Ti（Ｏ−iC4H9）4、Ti（Ｏ−
sC4H9）4，Ti（Ｏ−tC4H9）4などの異性体も使用で
きる。これらの内、特に炭素原子数が１〜６のア
ルコキシル基を有する周期律表4a，5a，6a族金
属のアルコキシドは、加水分解の容易性から望ま
しいものである。これらの金属アルコキシドが固
体状の場合は、有機溶剤などで溶解後粉末状炭素
を分散させればよく、液体状の金属アルコキシド
の場合は、そのまま粉末状炭素を分散させればよ
い。 金属アルコキシド中に分散させる粉末状炭素
は、出来るだけ微細なカーボン粉末又はグラフア
イト粉末を使用するのが好ましい。特に平均粒径
が100Å〜1000Åの粉末状炭素は、加水分解によ
り沈殿物として生成する金属酸化物及び／又は金
属水酸化物中によく分散すると共にこれらの金属
酸化物及び／又は金属水酸化物との接触面積が大
きくなつて加熱時に容易に金属窒化物又は金属炭
窒化物となりやすいものである。また、金属アル
コキシド中に分散させる粉末状炭素は、その表面
を親水性基の有する状態に表面処理してから使用
すると金属アルコキシドとの親和性にすぐれて分
散性が著しくよくなるので一層好ましいものであ
る。親水性基の有する状態とは、アルコキシル基
であるOR、水酸基であるOH、カルボキシル基
であるCOOH、アミノ基であるNH2、ケトン基
であるCOなどの親水性基が粉末状炭素の表面に
付着又は結合している状態を示すもので、特に親
水性基がアルコキシル基又は水酸基の場合は、処
理方法が容易で金属アルコキシドとの分散性にす
ぐれるので好ましいものである。表面処理方法と
しては、例えばオートクレーブ中で粉末状炭素を
アルコール又はアルコールのヘキサン溶液に浸漬
し、これをアルコール又はヘキサンの臨界状態で
反応させ、反応後蒸気成分を容器に凝縮させる方
法がある。 金属窒化物を製造する場合に金属アルコキシド
中に分散させる炭素量は、金属アルコキシド中の
金属元素が加水分解によつて金属酸化物及び／又
は金属水酸化物になり、これが洗浄及び乾燥から
加熱初期には金属酸化物となり、この金属酸化物
が炭素還元されて金属になるに必要な炭素量であ
ればよい。例えば、Ti（OC3H7）4の加水分解によ
つて得るTiO2が次式(1)に従つて金属チタンにな
るに必要な炭素量である。 TiO2＋2C→Ti＋2CO ……(1) この(1)式に従つて得るTiを窒素含有ガス中、
特に窒素、アンモニア又はヒドラジンの中の少な
くとも１種のガス雰囲気中で窒化することによつ
てチタンの窒化物を製造することができる。 また、金属炭窒化物を製造する場合に金属アル
コキシド中に分散させる炭素量は、例えば(1)式に
従つて炭素還元されて金属チタンにするための炭
素量と目的とするチタンの炭窒化物中の含有炭素
量との合計量であればよい。すなわち、次式(2)で
示した2C＋XCの合計した炭素量をチタンのアル
コキシド中に分散させればよいことになる。 TiO2＋2C＋XC→TiCx＋2CO ……(2) この(2)式が窒素含有ガス中、特に窒素、アンモ
ニア又はヒドラジンの中の少なくとも１種のガス
雰囲気中で窒化されることによつて次式(3)に従つ
てチタンの炭窒化物となる。 TiCx＋yN→Ti（Cx，Ny） ……(3) 以上の(1)式及び(2)式に従つて金属アルコキシド
に適量の粉末状炭素を分散させた後、蒸留水を加
えて混合しながら50〜90℃で加水分解することに
よつて沈殿物を生成することができる。この加水
分解によつて沈殿物を生成させる時に加水分解の
促進剤、例えば少量のアンモニア水、塩酸又は硝
酸などを滴下して加水分解反応の促進を行なうこ
ともできる。こうして得た沈殿物を洗浄及び乾燥
後必要ならば混合してから脱炭の生じないような
容器、例えば窒化ケイ素製容器、炭化ケイ素製容
器、カーボン製容器、ステンレス製容器又は耐熱
合金製容器に充填して窒素、アンモニア又はヒド
ラジンの中の少なくとも１種のガス雰囲気中で
1000℃〜1600℃に加熱して還元及び窒化すること
によつて周期律表4a，5a，6a族金属の窒化物又
は炭窒化物を得ることができる。沈殿物を容器に
充填するときには、充分に洗浄及び乾燥後そのま
ま充填してもよく又は作業性、充填性から必要な
形状に成形した後容器に充填することもできる。 ここで使用する粉末状炭素は、高純度のものが
望ましく、特にイオウ、リン、カルシウムがそれ
ぞれ20ppm以下に調整した粉末状炭素を使用する
と得られる金属窒化物又は金属炭窒化物粉末も高
純度となる。この高純度の金属窒化物粉末又は金
属炭窒化物粉末を用いて各種の焼結合金又は焼結
体を作製すると強度向上に著しい効果がある。 （作用） 本発明の金属窒化物粉末又は金属炭窒化物粉末
の製造方法は、金属アルコキシド中に分散させた
炭素量がそのまま加水分解後の沈殿物中に残存
し、この沈殿物を加熱すると沈殿物中の炭素が金
属窒化物粉末の製造方法の場合には炭素還元作用
として働き、金属炭窒化物粉末の製造方法の場合
には炭素還元及び炭化作用として働き、それぞれ
が含有窒素ガス雰囲気中で窒化されて金属窒化物
粉末又は金属炭窒化物粉末となるものである。こ
のために金属アルコキシド中に分散させる炭素量
の調整が非常に容易である。また、金属アルコキ
シドの溶液中に平均粒径100Å〜1000Åの微細な
粉末状炭素を分散させた後加水分解することによ
つて非常に微細で均一に混合された沈殿物が得ら
れ、そのために、還元性又は炭化性にすぐれ、低
温で容易に金属窒化物又は金属炭窒化物となるも
のである。さらに、得られる金属窒化物粉末又は
金属炭窒化物粉末は、粒度分布が均一で高純度の
微細粉末である。 （実施例） 実施例 １ 各種の金属アルコキシドに平均粒径500Åのカ
ーボン粉末（純度99.9％ca20ppm以下s20ppm以
下）を所定量分散させた後金属アルコキシドの３
〜10倍の蒸留水及び50％アンモニア水を少量（蒸
留水に対して約1/10）加えて２時間混合した。次
いで100℃以下の温度で２〜10時間加熱すること
によつて沈殿物を得た。この沈殿物を洗浄後ロー
タリーポンプにて減圧しながら90℃迄加熱して液
体を除去した。液体を除去した沈殿物を更に100
℃で10時間加熱することによつて非晶質状の金属
酸化物と炭素の混合粉末を得た。これらの混合粉
末を10φmm×10mmの形状にプレス成形した後Si3
N4製容器に充填してN2＋H2ガス雰囲気中1550℃
で60分間加熱して窒化物を得た。こうして得た窒
化物を粉砕機でほぐす程度に粉砕して同様に粒度
分布の均一な高純度（99.9％以上）の窒化物粉末
を得た。このようにして得た窒化物粉末の配合成
分及び生成窒化物粉末を第１表に示した。
【表】
実施例 ２
平均粒径900Åのグラフアイト粉末100gと５％
グリセリンを含むアセトン100c.c.をオートクレー
ブに入れて、温度270℃圧力35Kg／cm2で60分保持
によつて表面処理したグラフアイト粉末を所定量
金属アルコキシド中に分散させた後金属アルコキ
シドの３〜10倍の蒸留水及び10％塩酸水溶液を少
量滴下して実施例１と同様に沈殿物を得た。この
ようにして得た沈殿物を実施例１と同様にN2＋
NH4ガス雰囲気中1550℃で60分間加熱して炭窒
化物を得た。この炭窒化物を実施例１と同様にほ
ぐして粒度分布の均一な高純度（99.9％以上）の
炭窒化物粉末を得た。このようにして得た炭窒化
物粉末の配合成分及び生成炭窒化物粉末を第２表
に示した。
グリセリンを含むアセトン100c.c.をオートクレー
ブに入れて、温度270℃圧力35Kg／cm2で60分保持
によつて表面処理したグラフアイト粉末を所定量
金属アルコキシド中に分散させた後金属アルコキ
シドの３〜10倍の蒸留水及び10％塩酸水溶液を少
量滴下して実施例１と同様に沈殿物を得た。この
ようにして得た沈殿物を実施例１と同様にN2＋
NH4ガス雰囲気中1550℃で60分間加熱して炭窒
化物を得た。この炭窒化物を実施例１と同様にほ
ぐして粒度分布の均一な高純度（99.9％以上）の
炭窒化物粉末を得た。このようにして得た炭窒化
物粉末の配合成分及び生成炭窒化物粉末を第２表
に示した。
【表】
【表】
実施例 ３
平均粒径200Åのカーボン粉末100gと５％エチ
ルアルコールを含むヘキサン100c.c.をオートクレ
ーブに入れて、温度250℃圧力30Kg／cm2で30分間
保持によつて表面処理したカーボン粉末5.2gをTi
（Ｏ−iC3H7）470gとZr（Ｏ−iC4H9）420gとTa（OC2
H5）510gで混合した金属アルコキシド中に分散さ
せた後、実施例１と同様に加水分解して沈殿物を
得た。この沈殿物を実施例１と同様な処理を行な
つて平均粒径0.33μｍの（Ti0.7，Zr0.2，Ta0.1）Ｎ
からなる固溶体の窒化物粉末を得た。 （発明の効果） 本発明の金属窒化物粉末又は金属炭窒化物粉末
の製造方法は、炭素量の調整が容易で、還元又は
窒化もしくは炭化性にすぐれている方法である。
また、この方法は、金属元素が２種以上含有した
複合窒化物の固溶体粉末又は複合炭窒化物の固溶
体粉末も容易に得られる。この方法によつて得ら
れる窒化物粉末又は炭窒化物粉末は、粒度分布が
均一で、平均粒径が0.5μｍ以下と非常に微細な粉
末で、しかも高純度である。そのために得られる
金属窒化物粉末又は金属炭窒化物粉末は、各種の
粉末冶金製品、例えば焼結ハイス、超硬合金、サ
ーメツト、ダイヤモンド系高圧焼結体、立方晶窒
化ホウ素系高圧焼結体又はフアインセラミツクス
などの出発原料としてこ応用すると焼結性がすぐ
れると共に高強度性のものが得られるなど産業上
有用な方法である。
ルアルコールを含むヘキサン100c.c.をオートクレ
ーブに入れて、温度250℃圧力30Kg／cm2で30分間
保持によつて表面処理したカーボン粉末5.2gをTi
（Ｏ−iC3H7）470gとZr（Ｏ−iC4H9）420gとTa（OC2
H5）510gで混合した金属アルコキシド中に分散さ
せた後、実施例１と同様に加水分解して沈殿物を
得た。この沈殿物を実施例１と同様な処理を行な
つて平均粒径0.33μｍの（Ti0.7，Zr0.2，Ta0.1）Ｎ
からなる固溶体の窒化物粉末を得た。 （発明の効果） 本発明の金属窒化物粉末又は金属炭窒化物粉末
の製造方法は、炭素量の調整が容易で、還元又は
窒化もしくは炭化性にすぐれている方法である。
また、この方法は、金属元素が２種以上含有した
複合窒化物の固溶体粉末又は複合炭窒化物の固溶
体粉末も容易に得られる。この方法によつて得ら
れる窒化物粉末又は炭窒化物粉末は、粒度分布が
均一で、平均粒径が0.5μｍ以下と非常に微細な粉
末で、しかも高純度である。そのために得られる
金属窒化物粉末又は金属炭窒化物粉末は、各種の
粉末冶金製品、例えば焼結ハイス、超硬合金、サ
ーメツト、ダイヤモンド系高圧焼結体、立方晶窒
化ホウ素系高圧焼結体又はフアインセラミツクス
などの出発原料としてこ応用すると焼結性がすぐ
れると共に高強度性のものが得られるなど産業上
有用な方法である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 周期律表4a，5a，6a族金属のアルコキシド
の中の少なくとも１種に平均粒径100Å〜1000Å
の粉末状炭素を分散させた後加水分解して沈殿物
を生成し、該沈殿物を窒素、アンモニア、ヒドラ
ジンの中の少なくとも１種のガス雰囲気中で1000
℃〜1600℃に加熱することを特徴とする金属窒化
物粉末又は金属炭窒化物粉末の製造方法。 ２ 上記粉末状炭素が該表面に親水性基を有して
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
第２項記載の金属窒化物粉末又は金属炭窒化物粉
末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7377885A JPS61232208A (ja) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | 金属窒化物粉末又は金属炭窒化物粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7377885A JPS61232208A (ja) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | 金属窒化物粉末又は金属炭窒化物粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61232208A JPS61232208A (ja) | 1986-10-16 |
| JPH0456764B2 true JPH0456764B2 (ja) | 1992-09-09 |
Family
ID=13527998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7377885A Granted JPS61232208A (ja) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | 金属窒化物粉末又は金属炭窒化物粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61232208A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5756410A (en) * | 1997-02-27 | 1998-05-26 | The Dow Chemical Company | Method for making submicrometer transition metal carbonitrides |
| JP5146121B2 (ja) * | 2008-06-10 | 2013-02-20 | 住友化学株式会社 | 金属炭窒化物の製造方法 |
| CN111943152B (zh) * | 2020-09-09 | 2023-03-21 | 中国地质大学（北京） | 一种光催化剂及光催化合成氨的方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54139619A (en) * | 1978-04-21 | 1979-10-30 | Tokyo Shibaura Electric Co | Manufacture of highly pure ceramic powder |
| JPS6047205B2 (ja) * | 1978-04-21 | 1985-10-21 | 株式会社東芝 | 窒化ケイ素質粉末の製造方法 |
| JPS6047204B2 (ja) * | 1978-04-21 | 1985-10-21 | 株式会社東芝 | 窒化ケイ素粉末の製造方法 |
| JPS5562804A (en) * | 1979-10-09 | 1980-05-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Production of nitride |
| JPS58213617A (ja) * | 1982-06-07 | 1983-12-12 | Mitsubishi Metal Corp | 炭窒化チタン粉末の製造法 |
| JPS58213618A (ja) * | 1982-06-07 | 1983-12-12 | Mitsubishi Metal Corp | 複合炭窒化物固溶体粉末の製造法 |
-
1985
- 1985-04-08 JP JP7377885A patent/JPS61232208A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61232208A (ja) | 1986-10-16 |
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