【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
（産業上の利用分野）
本発明は、一次粒子の凝集の程度が小さい窒化
アルミニウム粉末及びその製造方法に関する。
（従来の技術）
最近、窒化アルミニウム粉末は、熱伝導率が高
く、エレクトロニクス材料として極めて有用な窒
化アルミニウム焼結体の原料として脚光を浴びて
いる。窒化アルミニウム粉末は、例えば、特開昭
59−50008号公報により公知である。上記の公報
に記載ざれた窒化アルミニウム粉末は、高純度且
つ微粒子であり、高熱伝導率及び透光性等の優れ
た性質を有する窒化アルミニウム焼結体の原料と
して使用されている。即ち、上記公報には、平均
粒子径が2μｍ以下の粉末で、酸素含有量が1.5重
量％以下、且つ窒化アルミニウム組成をAlNと
するとき含有する陽イオン不純物が0.3重量％以
下である窒化アルミニウム粉末が示されている。
（発明が解決しようとする課題）
上記の窒化アルミニウム粉末は、高純度且つ微
粒子であるために優れた性質を有する窒化アルミ
ニウム焼結体の原料となる。しかしながら、上記
の窒化アルミニウム粉末は、シート等に成形した
後に焼結した場合、焼結による収縮率が大きく、
寸法安定性の点で十分に満足できるものではなか
つた。
（課題を解決するための手段）
そこで、本発明者らは、焼結時の収縮率が比較
的小さく、寸法安定性が良好な窒化アルミニウム
粉末を得ることを目的として研究を重ねてきた。
その結果、比表面積から換算した平均粒径と、沈
降法で測定した平均粒径とが特定の関係を有する
窒化アルミニウム粉末が、上記の目的を達成する
ことを見い出し、本発明を完成させるに至つた。
即ち、本発明は、比表面積から算出した平均粒
径（D1）と沈降法で測定した平均粒径（D2）と
が下記式
0.2μｍ≦D1≦1.5μｍ
D2／D1≦2.60
を共に満足することを特徴とする窒化アルミニウ
ム粉末である。
本発明に於ける比表面積は、BET法による窒
素ガス吸着で得られたものである。この比表面積
から真球換算により平均粒径（D1）を求めるこ
とができる。この方法で求めた平均粒径（D1）
は、窒化アルミニウム粉末の一次粒径を表わす。
一方、沈降法、例えば、堀場製作製所自動粒度
分布測定器CAPA−500を用いて測定した平均粒
径（D2）は、一次粒子が凝集して形成された凝
集粒子の平均粒径を表わす。
本発明に於いては、上記の比表面積から算出し
た平均粒径（D1）は、0.2μｍ≦D1≦1.5μｍの範囲
でなければならない。D1が0.2μｍ未満の窒化アル
ミニウム粉末は、比表面積が大きくなり、それに
つれて酸素含有量も大きくなり過ぎるために優れ
た物性の焼結体が得られなくなる。D1が1.5μｍを
越える窒化アルミニウム粉末は、焼結が十分に進
まないために緻密な焼結体を得ることができな
い。上記の平均粒径（D1）は0.3μｍ≦D1≦1.0μｍ
の範囲であることが好ましく、さらに0.3μｍ≦D1
≦0.7μｍの範囲であることがより好ましい。
次に、前記の比表面積から算出した平均粒径
（D1）と沈降法で測定した平均粒径（D2）とは、
D2／D1≦2.60でなければならない。D2／D1の値
が2.60を越えた場合には、焼結時の収縮率が十分
に小さい窒化アルミニウム粉末を得ることができ
ない。D2／D1は、2.50以下であることが好まし
く、さらに2.40以下であることが寸法安定性の点
からより好ましい。後述する方法により窒化アル
ミニウム粉末を製造した場合には、一般に2.00≦
D2／D1≦2.60の範囲の粉末を得ることができる。
因に、前記した特開昭59−50008号公報に記載
された窒化アルミニウム粉末は、比表面積（4.2
m2／ｇ）から算出した平均粒径（D1）が0.44μｍ
であり、沈降法により測定した平均粒径（D2）
が1.22μｍであり、D2／D1＝2.77である。
本発明の窒化アルミニウム粉末は、D2／D1≦
2.60であることから、一次粒子の凝集の程度が比
較的小さい粉末であるといえる。
本発明の窒化アルミニウム粉末は、上記の条件
を満足しておれば良いが、さらに熱伝導率等に優
れた窒化アルミニウム焼結体を得るためには、酸
素含有量や陽イオン不純物の少ないことが好まし
い。即ち、AlNを窒化アルミニウム組成とする
とき、不純物となる酸素含有量が1.5重量％以下、
陽イオン不純物が0.3重量％以下である窒化アル
ミニウム粉末が好適である。さらに、酸素含有量
が0.4〜1.3重量％、陽イオン不純物が0.2重量％以
下である窒化アルミニウム粉末がより好適であ
る。
尚、本発明に於ける窒化アルミニウムはアルミ
ニウムと窒素の１：１化合物であり、これ以外の
ものをすべて不純物とて扱う。ただし窒化アルミ
ニウム粉末の表面は空気中で不可避的に酸化され
Al−Ｎ結合がAl−Ｏ結合に置き変つているが、
この結合Alは陽イオン不純物とはみなさない。
従つて、Al−Ｎ、Al−Ｏの結合をしていない金
属アルミニウムは陽イオン不純物である。
本発明に於ける上記窒化アルミニウム粉末はど
のような方法によつて得られたものであつても良
い。
下記に一般に好適に採用されている代表的な窒
化アルミニウム粉末の製造法について説明する。
本発明に於いて原料となるカーボンは、特定の比
表面積と吸油量とを有する。即ち、比表面積は60
m2／ｇ以上、好ましくは100〜300m2／ｇである。
また、吸油量は、80c.c.／ｇ以上、好ましくは100
〜200c.c.／ｇである。比表面積と吸油量とが上記
の範囲をはずれた場合には、前記した本発明の窒
化アルミニウム粉末は得られない。さらに、カー
ボンの見掛密度は、得られる窒化アルミニウム粉
末の一次粒子の凝集の程度に影響を及ぼす場合が
多い。前記した本発明の窒化アルミニウム粉末の
中でも特にD2／D1≦2.50であるものを得る場合
には、カーボンの見掛密度は1.90〜2.10ｇ／c.c.で
あることが好ましい。
一方の原料であるアルミナは、Al2O3で表わさ
れるものが何ら制限なく採用される。後述する焼
成によりアルミナになり得るアルミニウム化合
物、例えば、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウ
ム、硝酸アルミニウム、ミヨウバン、水酸化アル
ミニウム等を焼成することにより得たアルミナで
あつても良い。即ち、焼成によりアルミナになり
得るアルミニウム化合物とカーボンとを混合し、
後述する条件により焼成して該アルミニウム化合
物を分解してアルミナとし、さらに焼成して窒化
反応を行なう方法も本発明で採用することができ
る。アルミナの平均粒径は、窒化反応の進行し易
さの点から、沈降法により測定した値で2μｍ以
下、好ましくは1μｍ以下であることが好適であ
る。
上記した原料のカーボンとアルミナに含まれる
不純物は、殆んどそのまま窒化アルミニウム粉末
中に残存して不純物となる。従つて、高純度の窒
化アルミニウム粉末を得るためには、カーボンの
灰分は、0.3重量％以下、好ましくは0.2重量％以
下であり、アルミナの純度は99.0重量％以上、好
ましくは99.5重量％以上であることが好適であ
る。
アルミナとカーボンの混合比は一般に１：0.4
〜１：３の範囲、好ましくはカーボン灰分から混
入する不純物量を低減する意味で１：0.4〜１：
0.7の範囲が好適である。混合は乾式あるいは湿
式のどちらでも良いが、通常、十分な混合を達成
するめには、湿式混合が好ましい。通常、混合手
段はボールミルによる混合が好適であるが、この
際使用する容器、ボール等は高純度アルミナ質あ
るいはプラスチツク質などを用い、不純物の混入
を極力防止するのが好ましい。ボールミルとして
は、公知のもの、例えば回転式ボールミル、バイ
ブロボールミル等が挙げられる。また、アトライ
ターによる混合も採用し得る。また反応率を上げ
未反応アルミナ分の量を極小とするため十分均一
な混合を行うのが好ましい。混合粉末は焼成炉に
よつて1300〜1700℃、好ましくは1450〜1650℃の
温度で通常３〜10時間焼成することにより本発明
の窒化アルミニウム粉末が得られる。焼成温度が
上記の下限温度より低い温度では窒化反応が十分
進行せず、目的の窒化アルミニウム粉末が得られ
ない場合があるので好ましくない。また、焼成温
度が前記の上限温度を越える高い温度では窒化反
応は十分進行するが、しばしば生成する窒化アル
ミニウム粉末の粒子径が大きくなるか、あるいは
凝集が著しくなり、本発明の微粉末を得ることが
できない場合があるので好ましくない。
前記焼成の際には焼成炉の炉材や焼成ボートな
どの材質について不純物の原因とならないように
配慮するのが好ましい。また焼成の雰囲気は窒素
を含む雰囲気、通常は高純度の窒素ガスかあるい
はそれにアンモニアガスなどを加えたガスが好適
であり、通常これらの反応ガスを窒化反応が十分
進行するだけの量、連続的又は間欠的に供給しつ
つ焼成するとよい。
上記焼成後の混合物は窒化アルミニウム粉末の
他に未反応のカーボンを含有するので一般には混
合物を650〜750℃の温度で空気中あるいは酸素中
で焼成し、残存するカーボンを酸化除去すると好
ましい。酸化温度が高すぎると窒化アルミニウム
粉末の表面が過剰に酸化され目的とする粉末が得
られ難い傾向があるので適当な酸化温度と時間を
選択するのが好ましい。
（効果）
本発明の窒化アルミニウム粉末は、一次粒子の
凝集の程度が小さい。このため、本発明の窒化ア
ルミニウム粉末を用いて焼結を行なつた場合、線
収縮率を20％以下、さらには18％以下とすること
ができる。このように、本発明の窒化アルミニウ
ム粉末は、寸法安定性が良好であり、特に高融点
金属のペーストを表面に印刷して焼成する同時焼
成法に於いて、金属との収縮率の差を小さくする
ことができるために好適に使用される。
さらに、酸素含有量及び陽イオン不純物の少な
い窒化アルミニウム粉末を原料として用いた場合
には、上記の効果に加えて、高熱伝導性、さらに
は透光性を有する窒化アルミニウム焼結体を得る
ことができる。
（実施例）
本発明をさらに具体的に説明するために以下に
実施例及び比較例を掲げるが、本発明はこれらの
実施例に限定されるものではない。
尚、以下の実施例及び比較例に於ける各種の物
性の測定は次の方法により行なつた。
(1) カーボンの灰分量：JIS Ｋ−6221−1970に従
い、750℃の灰化後の重量から求めた。
(2) カーボンの吸油量：JIS Ｋ−6221−1970に従
い、ジブチルフタレートの滴下量から求めた。
(3) 比表面積：N2吸着によるBET法で求めた。
（島津製作所（製）「フローソーブ2300」を使
用）
(4) みかけ密度：ヘリウム置換式圧力比較法で求
めた。（島津製作所（製）「オートピクノメータ
ー1320」を使用）
(5) AlN粉末の平均一次粒径（D1）
D1（μｍ）＝６／Ｓ×3.26
Ｓ：AlN粉末比表面積（m2／ｇ）
3.26：AlN粉末真密度
６：定数
(6) AlN粉末の平均凝集粒径（D2）：遠心沈降法
にて求めた。（堀場製作所（製）「CAPA 500」
を使用）
(7) AIN粉末中の不純物量
陽イオン不純物：粉末をアルカリ溶融後、酸
で中和し、溶液のICP発光分光分析により定量
した。（島津製作所（製）「ICPS−1000」を使
用）
不純物カーボン量：粉末を酸素気流中で燃焼
させ、発生したCO、CO2ガス量から定量した。
（堀場製作所（製）「EMIA−110」を使用）
不純物酸素量：グラフアイトるつぼ中での粉
末の高温の熱分解法により発生したCOガス量
から求めた。（堀場製作所（製）「EMGA
2800」を使用）
(8) シート成形体密度（ｄ（ｇ））：AlN粉末と分
散剤とを有機溶媒中に分散させてスラリーと
し、これをドクターブレード法により成形して
得た成形体の寸法と重量とから生密度を求め、
この値からAlN粉末だけの成形密度を計算し
て求めた。
ｄ（ｇ）＝（成形体生密度）×（スラリ
ー中のAIN重量）／（スラリー重量）−（有料溶媒重量
）
(9) AlN焼結体密度（ｄ(s)）：アルキメデス法に
より求めた。（東洋精機（製）「高精度比重計Ｄ
−Ｈ」を使用）
(10) AlN焼結体熱伝導率：レーザーフラツシユ
法により求め、検量線による厚さ補正を行つ
た。（理学電機（製）「熱定数測定装置PS−７」
を使用）
(11) 焼結時の収縮率：焼結前後の寸法測定により
求めた。
収縮率＝（１−焼結体寸法／焼結前の成形体寸法）×
100
実施例 １
純度99.99％、沈降法により測定した平均粒子
径0.52μｍ、比表面積8.1m2／ｇのAl2O3500ｇと、
表１に示した各種カーボン500ｇとをナイロン製
ポツトとボールを用い混合した。混合粉末を高純
度黒鉛製るつぼに入れ、N2ガス流下で1600℃６
時間加熱した。反応混合物は空気中で700℃、10
時間加熱し、未反応のカーボンを酸化除去した。
得られた粉末のＸ線回折パターンは、実験No.９を
除くすべての実験例に於てAlNのピークのみを
示し、α−Al2O3の回折線は認められなかつた。
実験No.９ではα−Al2O3のピークがわずかに認め
られた。
次に得られた各粉末400ｇとCa3Al2O624ｇ、ソ
ルビタントリオレート４ｇ、トルエン132ｇ、エ
タノール108ｇとを内容積4.8のナイロン製ポツ
トに仕込みナイロン被覆ボールを用いて24時間混
合した。混合スラリーに、ポリビニルブチラール
28ｇ、ベンジルブチルフタレート28ｇ、トルエン
44ｇ、エタノール36ｇを加え、更に24時間ボール
ミル混合した。得られたスラリーを粘度が
20000cps（at 25℃）になるまで真空脱泡を行つ
た。脱泡後のスラリーをドクターブレードシート
成形法で成形し、厚さ１mmの成形体を得た。この
成形体を34mm□の金型で打ちぬき焼結テスト用サ
ンプルとした。打ちぬいた成形体をマツフル炉中
で空気中、600℃３時間脱脂処理した。ついでこ
の成形体を、内壁にBNスラリーを塗布した黒鉛
製るつぼに入れ、焼結テストを行つた。焼結は
N2気流中で、室温から1800℃までの昇温速度を
５℃／minとし、1800℃で７時間保持後、自然冷
却の条件で行つた。得られた焼結体は熱伝導率、
寸法および密度の測定に供した。結果を表１にま
とめた。尚、表１中、実験No.９及びNo.10は比較例
である。
(Industrial Application Field) The present invention relates to an aluminum nitride powder in which the degree of agglomeration of primary particles is small, and a method for producing the same. (Prior Art) Aluminum nitride powder has recently been in the spotlight as a raw material for aluminum nitride sintered bodies, which have high thermal conductivity and are extremely useful as electronic materials. Aluminum nitride powder is, for example,
It is known from the publication No. 59-50008. The aluminum nitride powder described in the above publication has high purity and fine particles, and is used as a raw material for an aluminum nitride sintered body having excellent properties such as high thermal conductivity and translucency. That is, the above publication describes an aluminum nitride powder that has an average particle size of 2 μm or less, has an oxygen content of 1.5% by weight or less, and contains cationic impurities of 0.3% by weight or less when the aluminum nitride composition is AlN. It is shown. (Problems to be Solved by the Invention) The above-mentioned aluminum nitride powder has high purity and fine particles, and thus serves as a raw material for an aluminum nitride sintered body having excellent properties. However, when the above aluminum nitride powder is sintered after being formed into a sheet etc., the shrinkage rate due to sintering is large.
The dimensional stability was not fully satisfactory. (Means for Solving the Problems) Therefore, the present inventors have conducted research with the aim of obtaining aluminum nitride powder that has a relatively small shrinkage rate during sintering and has good dimensional stability.
As a result, it was discovered that an aluminum nitride powder having a specific relationship between the average particle size calculated from the specific surface area and the average particle size measured by the sedimentation method achieves the above object, and the present invention was completed. Ivy. That is, in the present invention, the average particle diameter (D 1 ) calculated from the specific surface area and the average particle diameter (D 2 ) measured by the sedimentation method are determined by the following formula: 0.2 μm≦D 1 ≦1.5 μm D 2 /D 1 ≦2.60 This is an aluminum nitride powder that satisfies both of the following. The specific surface area in the present invention is obtained by nitrogen gas adsorption using the BET method. The average particle diameter (D 1 ) can be determined from this specific surface area by converting it into a true sphere. Average particle diameter (D 1 ) determined using this method
represents the primary particle size of aluminum nitride powder. On the other hand, the average particle size (D 2 ) measured using a sedimentation method, for example, Horiba's automatic particle size distribution analyzer CAPA-500, represents the average particle size of aggregated particles formed by agglomeration of primary particles. . In the present invention, the average particle diameter (D 1 ) calculated from the above specific surface area must be in the range of 0.2 μm≦D 1 ≦1.5 μm. Aluminum nitride powder with a D 1 of less than 0.2 μm has a large specific surface area and accordingly an excessively large oxygen content, making it impossible to obtain a sintered body with excellent physical properties. Aluminum nitride powder with D 1 exceeding 1.5 μm cannot be sintered to a sufficient degree, making it impossible to obtain a dense sintered body. The above average particle size (D 1 ) is 0.3 μm≦D 1 ≦1.0 μm
The range is preferably 0.3 μm≦D 1
More preferably, the range is ≦0.7 μm. Next, the average particle size (D 1 ) calculated from the specific surface area and the average particle size (D 2 ) measured by the sedimentation method are as follows:
D 2 /D 1 must be 2.60. If the value of D 2 /D 1 exceeds 2.60, aluminum nitride powder with a sufficiently small shrinkage rate during sintering cannot be obtained. D 2 /D 1 is preferably 2.50 or less, and more preferably 2.40 or less from the viewpoint of dimensional stability. When aluminum nitride powder is produced by the method described below, generally 2.00≦
Powders in the range D 2 /D 1 ≦2.60 can be obtained. Incidentally, the aluminum nitride powder described in JP-A-59-50008 mentioned above has a specific surface area (4.2
The average particle diameter (D 1 ) calculated from m 2 /g) is 0.44 μm.
and the average particle size (D 2 ) measured by the sedimentation method.
is 1.22 μm, and D 2 /D 1 =2.77. The aluminum nitride powder of the present invention has D 2 /D 1 ≦
2.60, it can be said that the powder has a relatively small degree of aggregation of primary particles. The aluminum nitride powder of the present invention only needs to satisfy the above conditions, but in order to obtain an aluminum nitride sintered body with further excellent thermal conductivity, it is necessary to have a low oxygen content and cationic impurities. preferable. That is, when AlN has an aluminum nitride composition, the oxygen content as an impurity is 1.5% by weight or less,
Aluminum nitride powder containing 0.3% by weight or less of cationic impurities is preferred. Furthermore, aluminum nitride powder having an oxygen content of 0.4 to 1.3% by weight and a cationic impurity of 0.2% by weight or less is more suitable. Note that aluminum nitride in the present invention is a 1:1 compound of aluminum and nitrogen, and anything other than this is treated as an impurity. However, the surface of aluminum nitride powder is inevitably oxidized in the air.
Al-N bonds are replaced by Al-O bonds,
This bonded Al is not considered a cationic impurity.
Therefore, metal aluminum that does not have Al--N or Al--O bonds is a cationic impurity. The aluminum nitride powder in the present invention may be obtained by any method. A typical method for producing aluminum nitride powder that is generally suitably employed will be described below.
Carbon, which is a raw material in the present invention, has a specific specific surface area and oil absorption amount. That is, the specific surface area is 60
m 2 /g or more, preferably 100 to 300 m 2 /g.
In addition, the oil absorption amount is 80c.c./g or more, preferably 100c.c./g or more.
~200c.c./g. If the specific surface area and oil absorption amount are out of the above range, the aluminum nitride powder of the present invention described above cannot be obtained. Furthermore, the apparent density of carbon often affects the degree of aggregation of the resulting primary particles of aluminum nitride powder. Among the above-mentioned aluminum nitride powders of the present invention, in particular when obtaining one in which D 2 /D 1 ≦2.50, the apparent density of carbon is preferably 1.90 to 2.10 g/cc. As for the alumina which is one of the raw materials, one represented by Al 2 O 3 can be used without any restriction. It may also be alumina obtained by firing an aluminum compound that can be turned into alumina by firing as described below, such as aluminum chloride, aluminum sulfate, aluminum nitrate, alum, or aluminum hydroxide. That is, an aluminum compound that can be turned into alumina by firing is mixed with carbon,
The present invention can also adopt a method in which the aluminum compound is decomposed into alumina by firing under the conditions described below, and then the aluminum compound is further fired to perform a nitriding reaction. The average particle diameter of alumina is preferably 2 μm or less, preferably 1 μm or less, as measured by a sedimentation method, in view of the ease with which the nitriding reaction progresses. Most of the impurities contained in the raw materials carbon and alumina described above remain in the aluminum nitride powder as impurities. Therefore, in order to obtain high purity aluminum nitride powder, the ash content of carbon should be 0.3% by weight or less, preferably 0.2% by weight or less, and the purity of alumina should be 99.0% by weight or more, preferably 99.5% by weight or more. It is preferable that there be. The mixing ratio of alumina and carbon is generally 1:0.4
~1:3 range, preferably 1:0.4~1: to reduce the amount of impurities mixed in from carbon ash.
A range of 0.7 is preferred. Mixing may be done either dry or wet, but wet mixing is usually preferred in order to achieve sufficient mixing. Generally, it is preferable to use a ball mill as the mixing means, but it is preferable that the containers, balls, etc. used in this case be made of high-purity alumina or plastic to prevent contamination with impurities as much as possible. Examples of the ball mill include known ones, such as a rotary ball mill and a vibroball mill. Mixing by an attritor may also be employed. Further, in order to increase the reaction rate and minimize the amount of unreacted alumina, it is preferable to perform sufficiently uniform mixing. The mixed powder is fired in a firing furnace at a temperature of 1300 to 1700°C, preferably 1450 to 1650°C, for usually 3 to 10 hours to obtain the aluminum nitride powder of the present invention. If the firing temperature is lower than the above lower limit temperature, the nitriding reaction will not proceed sufficiently and the desired aluminum nitride powder may not be obtained, which is not preferable. In addition, when the firing temperature is higher than the above-mentioned upper limit temperature, the nitriding reaction proceeds sufficiently, but the particle size of the aluminum nitride powder that is produced often becomes large or the agglomeration becomes significant, making it difficult to obtain the fine powder of the present invention. This is not preferable because it may not be possible. During the firing, it is preferable to take care to ensure that the materials of the firing furnace and the firing boat do not cause impurities. In addition, the firing atmosphere is preferably an atmosphere containing nitrogen, usually high-purity nitrogen gas or a gas in which ammonia gas is added to it.Usually, these reaction gases are continuously supplied in sufficient quantities to allow the nitriding reaction to proceed. Alternatively, baking may be performed while feeding intermittently. Since the above-fired mixture contains unreacted carbon in addition to the aluminum nitride powder, it is generally preferable to sinter the mixture at a temperature of 650 to 750°C in air or oxygen to oxidize and remove the remaining carbon. If the oxidation temperature is too high, the surface of the aluminum nitride powder will be excessively oxidized, making it difficult to obtain the desired powder, so it is preferable to select an appropriate oxidation temperature and time. (Effects) The aluminum nitride powder of the present invention has a small degree of aggregation of primary particles. Therefore, when sintering is performed using the aluminum nitride powder of the present invention, the linear shrinkage rate can be reduced to 20% or less, and further to 18% or less. As described above, the aluminum nitride powder of the present invention has good dimensional stability, and can reduce the difference in shrinkage rate with metal, especially in the simultaneous firing method in which a high-melting point metal paste is printed on the surface and fired. It is preferably used because it can. Furthermore, when aluminum nitride powder with low oxygen content and cationic impurities is used as a raw material, in addition to the above effects, it is possible to obtain an aluminum nitride sintered body that has high thermal conductivity and even translucency. can. (Examples) In order to explain the present invention more specifically, Examples and Comparative Examples are listed below, but the present invention is not limited to these Examples. In addition, measurements of various physical properties in the following Examples and Comparative Examples were performed by the following methods. (1) Carbon ash content: Calculated from the weight after ashing at 750°C according to JIS K-6221-1970. (2) Oil absorption amount of carbon: determined from the amount of dibutyl phthalate dropped according to JIS K-6221-1970. (3) Specific surface area: Determined by the BET method using N 2 adsorption.
(Using "Flowsorb 2300" manufactured by Shimadzu Corporation) (4) Apparent density: Determined by helium displacement pressure comparison method. (Using “Autopycnometer 1320” manufactured by Shimadzu Corporation) (5) Average primary particle diameter of AlN powder (D 1 ) D 1 (μm) = 6/S×3.26 S: Specific surface area of AlN powder (m 2 / g) 3.26: AlN powder true density 6: Constant (6) Average agglomerated particle size (D 2 ) of AlN powder: Determined by centrifugal sedimentation method. (Manufactured by Horiba, Ltd. "CAPA 500"
(7) Amount of impurities in AIN powder Cation impurities: The powder was melted in alkali, neutralized with acid, and quantified by ICP emission spectrometry analysis of the solution. (Using "ICPS-1000" manufactured by Shimadzu Corporation) Amount of impurity carbon: Powder was burned in an oxygen stream and determined from the amount of CO and CO 2 gas generated.
(Using ``EMIA-110'' manufactured by Horiba, Ltd.) Impurity oxygen content: Determined from the amount of CO gas generated by high-temperature pyrolysis of powder in a graphite crucible. (Manufactured by Horiba, Ltd.) “EMGA
2800") (8) Sheet compact density (d (g)): Disperse AlN powder and dispersant in an organic solvent to form a slurry, and mold this using the doctor blade method. Calculate the green density from the dimensions and weight,
From this value, the compacted density of only the AlN powder was calculated. d(g) = (Green density of green body) x (AIN weight in slurry) / (Slurry weight) - (Paid solvent weight) (9) AlN sintered body density (d(s)): Obtained by Archimedes method . (Manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) “High precision hydrometer D
-H") (10) Thermal conductivity of AlN sintered body: Determined by the laser flash method, and thickness correction was performed using a calibration curve. (manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd. "Thermal constant measuring device PS-7"
(11) Shrinkage rate during sintering: Determined by measuring dimensions before and after sintering. Shrinkage rate = (1 - sintered body size / molded body size before sintering) x
100 Example 1 500 g of Al 2 O 3 with a purity of 99.99%, an average particle diameter of 0.52 μm measured by a sedimentation method, and a specific surface area of 8.1 m 2 /g,
500 g of each type of carbon shown in Table 1 was mixed using a nylon pot and a ball. The mixed powder was placed in a high-purity graphite crucible and heated at 1600℃6 under a flow of N2 gas.
heated for an hour. The reaction mixture was heated in air at 700 °C for 10
The mixture was heated for a period of time to oxidize and remove unreacted carbon.
The X-ray diffraction pattern of the obtained powder showed only the AlN peak in all experimental examples except Experiment No. 9, and no α-Al 2 O 3 diffraction line was observed.
In Experiment No. 9, a slight α-Al 2 O 3 peak was observed. Next, 400 g of each of the obtained powders, 24 g of Ca 3 Al 2 O 6 , 4 g of sorbitan triolate, 132 g of toluene, and 108 g of ethanol were charged into a nylon pot with an internal volume of 4.8 g, and mixed for 24 hours using a nylon-coated ball. Add polyvinyl butyral to the mixed slurry
28g, benzyl butyl phthalate 28g, toluene
44 g and 36 g of ethanol were added, and the mixture was further mixed in a ball mill for 24 hours. The resulting slurry has a viscosity of
Vacuum defoaming was carried out until the pressure reached 20,000 cps (at 25°C). The defoamed slurry was molded using a doctor blade sheet molding method to obtain a molded product with a thickness of 1 mm. This molded body was punched out using a 34 mm□ mold to be used as a sample for a sintering test. The punched compact was degreased in air at 600°C for 3 hours in a Matsufuru furnace. This molded body was then placed in a graphite crucible whose inner wall was coated with BN slurry, and a sintering test was performed. Sintering is
The heating rate was 5°C/min from room temperature to 1800°C in a N 2 stream, and the temperature was maintained at 1800°C for 7 hours, followed by natural cooling. The obtained sintered body has thermal conductivity,
It was subjected to measurements of dimensions and density. The results are summarized in Table 1. In Table 1, Experiments No. 9 and No. 10 are comparative examples.
【表】
実施例 ２
実施例１と同様の方法で主として粒子径の異な
るAlN粉末を合成し、次いでシート成形、脱脂、
焼結を行い、各種評価を行つた。結果を表２に示
す。尚、表中、実験No.６、７、８は比較例であ
る。[Table] Example 2 AlN powders with mainly different particle sizes were synthesized in the same manner as in Example 1, and then sheet molded, degreased, and
Sintering was performed and various evaluations were performed. The results are shown in Table 2. In the table, Experiment Nos. 6, 7, and 8 are comparative examples.
【表】【table】