JPH0563406B2 - - Google Patents
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- JPH0563406B2 JPH0563406B2 JP63130425A JP13042588A JPH0563406B2 JP H0563406 B2 JPH0563406 B2 JP H0563406B2 JP 63130425 A JP63130425 A JP 63130425A JP 13042588 A JP13042588 A JP 13042588A JP H0563406 B2 JPH0563406 B2 JP H0563406B2
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- aluminum nitride
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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
- C01B21/072—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 aluminium
- C01B21/0726—Preparation by carboreductive nitridation
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
（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。
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。
【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。
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。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 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。 ２ 比表面積が60m2／ｇ以上であり、且つ吸油量
が80c.c.／ｇ以上のカーボンとアルミナとの混合粉
末を窒素を含む雰囲気下に1300〜1700℃で焼成す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
窒化アルミニウム粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13042588A JPH01301505A (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | 窒化アルミニウム粉末及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13042588A JPH01301505A (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | 窒化アルミニウム粉末及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01301505A JPH01301505A (ja) | 1989-12-05 |
| JPH0563406B2 true JPH0563406B2 (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=15033939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13042588A Granted JPH01301505A (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | 窒化アルミニウム粉末及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01301505A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0483707A (ja) * | 1990-07-26 | 1992-03-17 | Tokyo Tungsten Co Ltd | 窒化アルミニウム粉末およびその製造方法 |
| JP2723411B2 (ja) * | 1992-01-14 | 1998-03-09 | 株式会社トクヤマ | 窒化アルミニウム粉末 |
| JP7027196B2 (ja) * | 2018-02-27 | 2022-03-01 | 株式会社トクヤマ | 窒化アルミニウム粉末の製造方法 |
| JP7849559B1 (ja) * | 2025-09-30 | 2026-04-21 | 株式会社Maruwa | 窒化アルミニウム粉末及びその製造方法並びに高分子組成物 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6311506A (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-19 | Murata Mfg Co Ltd | 窒化アルミニウム粉末の製造方法 |
| JPS63225506A (ja) * | 1987-03-13 | 1988-09-20 | Sumitomo Chem Co Ltd | 窒化アルミニウム粉末の製造方法 |
-
1988
- 1988-05-30 JP JP13042588A patent/JPH01301505A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01301505A (ja) | 1989-12-05 |
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|---|---|---|---|
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