JPH0551285A - アルミナと窒化アルミニウムの複合体形成方法 - Google Patents

アルミナと窒化アルミニウムの複合体形成方法

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JPH0551285A
JPH0551285A JP3209577A JP20957791A JPH0551285A JP H0551285 A JPH0551285 A JP H0551285A JP 3209577 A JP3209577 A JP 3209577A JP 20957791 A JP20957791 A JP 20957791A JP H0551285 A JPH0551285 A JP H0551285A
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alumina
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Akira Omori
明 大森
Sakuo Kamata
策雄 鎌田
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Matsushita Electric Works Ltd
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造工程数が少なく、しかも皮膜付き基板を
得る場合においては接合力が強くかつ均一で薄い皮膜が
得られるアルミナと窒化アルミニウムの複合体形成方法
を提供する。 【構成】 第1に、アルミニウム粉体とアルミナ粉体と
の混合物を基材上に溶射することにより前記基材表面に
溶射皮膜を形成したのち、窒素雰囲気中で熱処理して前
記溶射皮膜中のアルミニウム成分を窒化アルミニウムに
変化させることによりアルミナ・窒化アルミニウム複合
体からなる皮膜を得るようにする。第2に、アルミナ粉
体とカーボン粉体との混合物を基材上に溶射することに
より前記基材表面に溶射皮膜を形成したのち、窒素雰囲
気中で熱処理して前記溶射皮膜中のアルミナ成分の少な
くとも一部を窒化アルミニウムに変化させることにより
アルミナ・窒化アルミニウム複合体からなる皮膜を得る
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、アルミナ・窒化アル
ミニウム複合体からなる板状体を得たり、基材表面にア
ルミナ・窒化アルミニウム複合体からなる皮膜を有する
基板を得たりする方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミナ・窒化アルミニウム複合体から
なる板状体、または、基材表面にアルミナ・窒化アルミ
ニウム複合体からなる皮膜を有する基板は、電子回路基
板や耐高温腐食用表面処理等の用途において電気的性能
や耐腐食性能などに優れているため、大いに必要とされ
ている。
【0003】このようなアルミナ・窒化アルミニウム複
合体を得るためには、従来、アルミニウムを窒化処理し
て窒化アルミニウム粉体を得るか、アルミナから還元処
理して窒化アルミニウム粉体を得るかしたのち、この窒
化アルミニウム粉体にアルミナ粉体を混合し焼結してア
ルミナ・窒化アルミニウム複合体からなる板状体を製造
するようにしていた。また、皮膜付き基板については、
このアルミナ・窒化アルミニウム複合体からなる板状体
を基材上に貼りつけると言う方法によって製造してい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ナ・窒化アルミニウム複合体からなる板状体を製造する
前記従来の方法は、工程数が多いと言う問題点があっ
た。また、皮膜付き基板を製造する前記従来の方法は、
貼付け工程があって工程数が多くなるほか、貼付けが不
足し、かつ貼付け面全面で均一な接合力が得にくいと言
う問題もあった。さらに、前記アルミナ・窒化アルミニ
ウム複合体からなる板状体は厚みがあるため、本当の意
味での「皮膜」状ではないと言う問題もあった。
【0005】そこで、この発明は、製造工程数が少な
く、しかも皮膜付き基板を得る場合においては接合力が
強くかつ均一で薄い皮膜が得られるアルミナ・窒化アル
ミニウム複合体の製造方法を提供することを課題とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、この発明にかかるアルミナと窒化アルミニウム
の複合体形成方法は、第1に、アルミナ粉体とアルミニ
ウム粉体との混合物を基材上に溶射することにより前記
基材表面に溶射皮膜を形成したのち、窒素雰囲気中で熱
処理して前記溶射皮膜中のアルミニウム成分を窒化アル
ミニウムに変化させることによりアルミナ・窒化アルミ
ニウム複合体からなる皮膜を得るようにする。この場
合、熱処理温度が600〜1300°Cであることが好
ましい。この温度が600°C未満であると窒化反応が
十分には進行しにくく、1300°Cを超えると反応が
急激に起こりすぎ、粉体状の窒化アルミニウムが生成し
て皮膜状になりにくい傾向があるからである。
【0007】この発明にかかるアルミナと窒化アルミニ
ウムの複合体形成方法は、第2に、アルミナ粉体とカー
ボン粉体との混合物を基材上に溶射することにより前記
基材表面に溶射皮膜を形成したのち、窒素雰囲気中で熱
処理して前記溶射皮膜中のアルミナ成分の少なくとも一
部を窒化アルミニウムに変化させることによりアルミナ
・窒化アルミニウム複合体からなる皮膜を得るようにす
る。この場合、溶射皮膜の表面にカーボン粉体を塗布し
ておいて熱処理を行うことが好ましい。このようにする
と、アルミナの還元が一層良好に起きるからである。こ
のとき、カーボン粉体の塗布厚みを 0.02mg/mm2
上にすることが好ましい。これより薄いと、塗布効果が
あまりないからである。カーボン粉体の平均粒径は、一
般に、0.05〜30μm である。この大きさが適当で
あると言う理由のほかに、このような粒径のものが実用
的に入手しやすいと言う理由もある。カーボン粉体の塗
布量は溶射時に飛散して目減りするので多い目が良い。
カーボン粉体は、通常、アセトン等の溶剤と混ぜ合わせ
て懸濁液を得て、これを塗布するようにするのが良い。
第2の発明では、熱処理温度は1300°C以上である
ことが好ましい。このような高温にしないと還元処理が
十分に起きにくいからである。
【0008】第1の発明でも第2の発明でも、アルミナ
粉体とアルミニウム粉体、または、アルミナ粉体とカー
ボン粉体とは、単に混合して溶射しても良く、これらの
混合物を造粒してたら溶射しても良い。この発明におい
て、溶射手段に限定はないが、たとえばガス溶射ではア
ルミナが溶けにくいが、プラズマ溶射では高温が得やす
い等の理由で、プラズマ溶射を採用することが好まし
い。
【0009】この発明で用いる基材の材料は、アルミナ
等のセラミックや鉄、ニッケル等の金属など溶射に耐え
るもであることが必要である。基材表面に形成する溶射
皮膜の厚みは、50〜300μm 程度である。第1の発
明でも第2の発明でも、アルミナ粉体の平均粒径は0.
3〜100μm であることが好ましい。この程度に細か
い方が第2の発明では還元反応が進行しやすいと言う理
由のほかに、このような粒径のものが実用的に入手しや
すいと言う理由もある。
【0010】アルミナ粉体の粒径もカーボン粉体の粒径
も、ともに、細かな粒径のものを造粒してこのような粒
径にした場合の粒径であっても良い。
【0011】
【作用】溶射によって基材上に、アルミナ粉体とアルミ
ニウム粉体またはカーボン粉体からなる溶射皮膜を形成
したのち、窒素雰囲気中で熱処理するようにすると、ア
ルミナ・窒化アルミニウム複合体の製造工程そのものが
簡略となる。皮膜付き基板を得る場合であると、貼付け
工程も省略できる。溶射によって皮膜を基材に付着させ
るので、付着力が均一かつ強くなる。
【0012】この場合、溶射皮膜中では、アルミナ粉体
の粒子からなるしっかりとした骨格が出来ていて、その
隙間中にアルミニウム粉体やカーボン粉体が入り込んで
おり、したがって窒化処理や還元処理に際して窒素が皮
膜の内部深く入り込むことができ、処理効率が上がるほ
か、内部深くまでの処理も十分にできる。これに対し、
第1の発明において、このような骨格がなく、アルミニ
ウム粉末のみであると、熱処理後に直ちに、アルミニウ
ム粉末溶射皮膜の最表面が緻密な窒化アルミニウム層と
なり、そのために窒素ガスが溶射皮膜の内部に浸透しに
くく、窒化アルミニウムの生成が不充分となる。
【0013】
【実施例】以下に、この発明の実施例を説明するが、こ
の発明の範囲はこれらの実施例に限定されない。 −実施例1− 平均粒径15μm のアルミニウム粉体と平均粒径55μ
m のアルミナ粉体とを1:1のモル比で混合してなる混
合粉体をアルゴン・水素の混合ガスを用いて出力35kW
でアルミナ焼結基材表面にプラズマ溶射した。その膜厚
は200μmであった。これを真空炉に入れ、窒素置換
したあと、窒素ガスを流量300リットル/分で流しつ
つ、1000°C、3時間の熱処理を行った。得られた
アルミナ・窒化アルミニウム複合体皮膜では、窒化物比
率が、窒化アルミニウムとアルミナ合計量の20体積%
であった。
【0014】−実施例2− 平均粒径15μm のアルミナ粉体と平均粒径10μm の
カーボン粉体とを1:3のモル比で混合してなる混合粉
体をアルゴン・水素の混合ガスを用いて出力35kWでア
ルミナ焼結基材表面にプラズマ溶射した。その膜厚は1
00μm であった。この溶射皮膜中のアルミナ粉体とカ
ーボン粉体のモル比は約1:0.3であって溶射により
カーボン粉体が飛散して約10%に減少したことが分か
る。この溶射皮膜の表面にカーボン粉体をアセトン中に
懸濁してなる液を0.02mg/mm2の厚みで塗布したの
ち、これを真空炉に入れ、窒素置換したあと、窒素ガス
を流量300リットル/分で流しつつ、1500°C、
3時間の熱処理を行った。得られたアルミナ・窒化アル
ミニウム複合体皮膜では、窒化物比率が、窒化アルミニ
ウムとアルミナ合計量の20体積%であった。
【0015】
【発明の効果】この発明にかかるアルミナと窒化アルミ
ニウムの複合体形成方法は、以上にみたとおりであり、
窒化アルミニウム生成と同時に目的とする皮膜ができる
ため、製造工程数が少ない。しかも、得られた皮膜付き
基板は、接合力が強くかつ均一で薄い皮膜を有してい
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミナ粉体とアルミニウム粉体との混
    合物を基材上に溶射することにより前記基材表面に溶射
    皮膜を形成したのち、窒素雰囲気中で熱処理して前記溶
    射皮膜中のアルミニウム成分を窒化アルミニウムに変化
    させることによりアルミナ・窒化アルミニウム複合体か
    らなる皮膜を得るようにすることを特徴とするアルミナ
    と窒化アルミニウムの複合体形成方法。
  2. 【請求項2】 アルミナ粉体とカーボン粉体との混合物
    を基材上に溶射することにより前記基材表面に溶射皮膜
    を形成したのち、窒素雰囲気中で熱処理して前記溶射皮
    膜中のアルミナ成分の少なくとも一部を窒化アルミニウ
    ムに変化させることによりアルミナ・窒化アルミニウム
    複合体からなる皮膜を得るようにすることを特徴とする
    アルミナと窒化アルミニウムの複合体形成方法。
  3. 【請求項3】 溶射皮膜の表面にカーボン粉体を塗布し
    ておいて熱処理を行う請求項2記載のアルミナと窒化ア
    ルミニウムの複合体形成方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN120364694A (zh) * 2025-04-23 2025-07-25 杭州芯研科半导体材料有限公司 一种表面镀覆氮化铝/碳化铝涂层的金刚石颗粒及其制备方法

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CN120364694A (zh) * 2025-04-23 2025-07-25 杭州芯研科半导体材料有限公司 一种表面镀覆氮化铝/碳化铝涂层的金刚石颗粒及其制备方法

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