JPS6241766A

JPS6241766A - 窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法

Info

Publication number: JPS6241766A
Application number: JP60176865A
Authority: JP
Inventors: 谷口　人文; 倉元　信行
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 1985-08-13
Filing date: 1985-08-13
Publication date: 1987-02-23
Also published as: JPH0569793B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は高純度、高密度でかつ特に熱伝導性に優れた窒
化アルミニウム焼結体に関する。

〔従来の技術及び発明の解決しようとする問題点〕窒化
アルミニウム焼結体は公知で、その耐熱性、耐食性ある
いは強度などの優れた物性の他に高熱伝導性を有する絶
縁体として最近特に注目されている物質である。

窒化アルミニウム焼結体は、常圧焼結させる場合、通常
は窒化アルミニウム粉末と焼結助剤との混合粉末を焼成
することによυ得られる。しかしながら、このようにし
て得られた窒化アルミニウム焼結体の中には、焼結助剤
に由来する不純物が数多程度含まれている。従って、こ
れらの不純物の影響により、窒化アルミニウム焼結体本
来の優れた性質、例えば高い熱伝導性を具備した窒化ア
ルミニウム焼結体を得ることは困難であった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の問題点に鑑み、窒化アルミニラム
焼結体本来の優れた性質、特に高い熱伝導性を有する窒
化アルミニウム焼結体を得ることを目的として鋭意研究
を行なってきた。その結果、窒化アルミニウム粉末の焼
結に必要な比較的多量の焼結助剤を用いて窒化アルミニ
ウム粉末の焼結を行なう際に、アルカリ土類金属ハロゲ
ン化物を同時に添加して焼結を行なうことによって、焼
結体中に含まれる焼結助剤の量が極めて少なくなること
が判明した。また、さらに驚くべき事には、アルカリ土
類金属ハロゲン化物の添加によシ焼結体の熱伝導率が著
しく向上する事も判明した。そして、焼結助剤の残留量
が極めて少ないために、窒化アルミニウム焼結体の有す
る優れた特性、特に高い熱伝導性を具備した窒化アルミ
ニウム焼結体を見い出し、本発明を完成させるに至った
。

即ち、本発明は、Ａ）窒化アルミニウムが９０Ｘ量チ以上Ｂ）イツトリウ
ム及びランタン族金属よりなる群から選ばれた少くとも
１種の金属の化合物よりなる焼結助剤が酸化物換算で０
．０００５重量％以上１．０重量％以下且つＣ）密度が３．０　ｇＡ！ｒＬ以上である窒化アルミニウム焼結体である。また本発明は、Ａ）窒化アルミニウム粉末Ｂ）イツトリウム及びランタン族金属よりなる群から選
ばれた少なくとも１種の金属の化合物よりなる焼結助剤及びＣ）アルカリ土類金属ハロゲン化物よりなる混合粉末を焼成することを特徴とする窒化アル
ミニウム焼結体の製造方法である。

本発明の窒化アルミニウム焼結体中に含まれる焼結助剤
はイツトリウム及びランタン族金属よりなる群から選ば
れた少なくとも１株の金属の化合物よりなる。上記ラン
タン族金属は特に限定されず使用出来る。例えばランタ
ン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｏ）、グラセオジム（Ｐｒ）
、ネオジム（Ｎｄ）、グロメシウム（Ｐｍ）、サマリウ
ム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、がトリニウム（Ｇ
ｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（ｐｙ）、
ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（
Ｔｍ）、イッテルビウム（ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）
が好適に使用出来る。特に工業的にはＬａ　、　Ｃｅ　
、　Ｐｒ　、　Ｎｄ　＋　Ｓｍ　、　Ｅｕ　、　Ｇｄ　
、　Ｄｙ等が好適に使用される。また、これらの化合物
としては酸化物、硝酸塩、亜硝酸塩、炭酸塩、ハロゲン
化物等が何ら制限されずに使用される。

また本発明の窒化アルミニウム焼結体中に含まれる、他
の添加物として、アルカリ土類金属ハロゲン化物がある
。上記アルカリ土類金属は特に限定されず、例えば、ベ
リリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、スト
ロンチウムが好適に使用できる。特に工業的にはカルシ
ウム、バリウム、ストロンチウム等が好適に使用される
。またこれらのハロゲン化物としては、フッ化物、塩化
物、臭化物、ヨウ化物等が何ら制限されずに使用される
。

本発明で好適に使用されるアルカリ土類金属のハロゲン
化物を具体的に例示すると、例えば、フ、化カルシウム
、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム、シ慕つ化カ
ルシウム、シ為つ化バリウム、シネウ化ストロンチウム
、ヨウ化カルシウム、ヨウ化・々リクム、ヨウ化ストロ
ンチウム等が挙げられる。就中、フッ素化物は得られる
窒化アルミニウム焼結体の熱伝導性がよシ優れたものと
なるために好適に使用される。

上記のイツトリウム及びランタン族金属よりなる焼結助
剤は、これ単独で窒化アルミニウム粉末と混合して焼成
したときには、揮散せずに窒化アルミニウム焼結体中に
そのまま残存する。しかし、上記のアルカリ土類金属ハ
ロゲン化物を共存させた場合には、焼結助剤のみならず
、アルカリ土類金属ハロゲン化物も揮散し、結局得られ
る窒化アルミニウム焼結体中には、焼成前に添加された
焼結助剤及びアルカリ土類金属ハロゲン化物の量よシも
極めて少ない量となっている。

上記したイツトリウム及びランタン族金属の化合物は、
本発明の窒化アルミニウム焼結体中に金属として０．０
００５重量％以上１．０重量％以下の範囲で含まれてい
る。上記のイツトリウム及びランタン族金属の化合物の
量が少ない程、得られる窒化アルミニウム焼結体の熱伝
導性等の性質が良好さらに、アルカリ土類金属ノ・ロデ
ン化物に由来するアルカリ土類金属は、窒化アルミニウ
ム焼結めに好ましい。

また、本発明の窒化アルミニウム焼結体は、焼結密度が
３０む６３以上の焼結体である。特に焼結密度が３．２
７ｉ／ｃｒｎ’以上の焼結体は、焼結体の熱伝導性がよ
ｐ優れたものとなり、さらには、透光性の焼結体ともな
るために好ましい。

本発明の窒化アルミニウム焼結体中の酸素含有量は少な
い方が熱伝導性や透光性に優れた窒化アルミニウム焼結
体を得ることができる。従って、窒化アルミニウム焼結
体中の酸素含有】は０．５　重量チ以下、さらに０．２
重量％以下であることが好適である。

また、本発明の窒化アルミニウム焼結体中には焼結助剤
及びアルカリ土類金属ノ・ログン化物以外の不可避的に
混入する陽イオン不純物の少ない方が好ましい。

不可避的に混入する陽イオン不純物は種々のものが考え
られる。例えば窒化アルミニウム焼結体の原料である密
化アルミニウム粉末中に残存する未反応のアルミナ及び
カーメンもその１つであるし、上記の窒化アルミニウム
粉末の製造工程中の溶媒、混合器、配管等で混入する不
純物成分等である。従って、本発明で云う上記不可避的
に混入する陽イオン不純物は、得られる窒化アルミニウ
ム焼結体中のＡｔＮ及び積極的に添加する焼結助剤及び
アルカリ土類金属ハロゲン化物に起因する化合物以外の
化合物の陽イオンと考えることも出来る。前記窒化アル
ミニウム焼結体中の酸素含有量を基準に本発明で得られ
る窒化アルミニウム焼結体中のＡｔＮ含有量を示せば一
般に９０重量％以上で、特に高い熱伝導性を要求する場
合は９４重量％以上とすれば好ましい。

また、前記不可避的に混入する陽イオン不純物の代表的
なものを例示すると、鉄、クロム、ニッケル、コバルト
、銅、チタン、珪素等の窒化アルミニウム粉末の製造原
料及び窒化アルミニウム粉末の製造装置に基因して混入
するものと窒化アルミニウム粉末合成後に残留する未反
応のアルミナ、カービンとして含まれるものがある。さ
らに、金属アルミニウムも陽イオン不純物である。これ
らの不可避的に混入して来る陽イオン不純物のうち、未
反応のアルミナ、カービン、金属アルミニウム或いは窒
化アルミニウム粉末の表面が酸化されて酸化アルミニウ
ムに変化したもの等は極端に本発明の窒化アルミニウム
焼結体の性状を悪化させるものではないが、高熱伝導性
焼結体作成を勘案すると、これらの含有率は低い方が好
適である。即ち、焼結体に高熱伝導性を付与するために
は上記金属アルミニウム、アルミナ、カーボン等の陽イ
オン不純物の含有量を０．５Ｎ量チ以下好ましくは０．
３重量％以下に制御することが好ましい。また特に珪素
、鉄、クロム、ニッケル、コバルト、銅及びチタンの各
成分は窒化アルミニウム焼結体の熱伝導性に悪影響を与
えるのでこれらの成分の混入を出来るだけ減少させるの
がよい。従って、本発明に於ける前記不可避的に混入す
る陽イオン不純物の量は０．５重量％以下好着しくは０
．３重量％以下に制御するのがよい。また窒化アルミニ
ウム焼結体に十分な熱伝導性を与えるためには上記不可
避的に混入する陽イオン不純物のうち、珪素、鉄、クロ
ム、ニッケル、コバルト、銅、及びチタンの含有量合計
が０．１重量％を越えないように制御するのが好ましい
。

本発明の窒化アルミニウム焼結体に従来公知の焼結体ど
比較して純度およびぞ度の点で大幅に改良されているた
めに熱的性質、機械的性質において優れた性能を有する
。さらにまた、可視光〜赤外光に対して著しく高い透光
性を有する窒化アルミニウム焼結体とすることもできる
。

上記に述べた本発明の窒化アルミニウム焼結体の中でも
次に述べる焼結体は、特に熱伝導性に優れており、透光
性をも備えたものである。即ち、（１）窒化アルミニウ
ムが９４重量％す、上（１１）焼結助剤としてイツトリ
ウム及びランタンの金属の化合物が金属として０．００
０５〜七力１童チＱｉｉ）　　酸素原子が０．５重ｉチ以下（ｖ）珪８、
鉄、クロム、二、ケル、コバルト、銅及びチタンよりな
る群から選ばれた金属化合物の含有量が金属として０．
１重量・第以下及びＭ　上装置ｖ）以外の不可避的に混入する金属化合物が
金属として０．３重量％以下含まれ、且つ密度が３゜２０９／ｃｍ　　以上である窒
化゛アルミニウム焼結体である。

十言ピの窒化アルミニウム焼結体は、熱伝導率が通常は
１２０Ｗ／ｍ＝に以上のものであり、好ましくは１４０
Ｗ／ｍ−に以上、さらに焼成条件によっては１６０　ｗ
／ｍ−Ｋ　リ、上という極めて優れた熱伝導性を有して
いる。また、千：＝Ｌａｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒの式にお
いて６μｍ　の波長の光に対する吸収係数は６０α−１
以下であり、優れた透光性を有している。

本発明の窒化アルミニウム焼結体はその製法の如何にか
かわらず前記要件を満すものであれば特に限定されない
。一般に好適に採用される代表的な製造方法を例示すれ
ば次の通りである。

即ちＡ）窒化アルミニウム粉末Ｂ）イツトリウム及びランタン族金属よりなる群から選
ばれた少なくとも１種の化合物よりなる焼結助剤及びＣ）アルカリ土類金属ハロゲン化物よりなる混合粉末を焼成する方法である。この方法によ
れば、窒化アルミニウム粉末の焼結に必要な量、即ち数
重量俤の焼結助剤を加えるにもかかわらず、焼結後の窒
化アルミニウム焼結体中には、わずかに０．０００５重
ｉ％以上１．０重量％未満の焼結助剤が含まれているに
過ぎないという篤ぐべき結果が得られるのである。

従来、公知の方法によれば、窒化アルミニウムの焼結助
剤として例えば酸化イツトリウムを数チ添加した場合、
良好な焼結体が得られ、この場合添刀自した酸化イツト
リウムは窒化アルミニウム粉末の表面酸化物と化合し、
Ｙ２Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）、ＹＡｔＯ、、Ａｔ、、Ｙ
２Ｏ２、などの複合酸化物を形成して、焼結体中の粒界
、特に三重点付近に偏析する事が知られている（窯協６
０年年会予稿果ｐ５１７〜１）５１８）。焼結体中に上
記のイツトリウムアルミネート化合物が残存する事は、
窒化アルミニウムが本来有する所の優れた特性、例えば
高熱伝導性を充分にひき出したより優れた焼結体合成と
いう見地に立てば不利な要因である。

本発明者らは、上記の問題点を解決すべく、鋭意研究を
重ねた結果、数−のイツ）　ＩＪウム及びランタン金属
化合物を焼結助剤として用い、同時にアルカリ土類金属
ハロゲン化物を数チ添加して焼り、且つ焼結体熱伝導率
が従来知られている値に比して著しく高くなる事が判明
した。この原因については未だ正確に把握してはいない
が次のような理由によるものと推察している。

即ち、焼結助剤と、窒化アルミニウム粉末表面酸化物と
が化合してアルミネート化合物を作り、これにアルカリ
土類金属ハロゲン化物が作用して、該アルミネート化合
物の融点を下げ、緻警化と同時に該アルミネート化合物
が焼結体の外へ揮散すると思われる。このため最終的に
得られた焼結体中のアルミネート化合物成分として含ま
れるイツトリウムあるいはランタン族金属の含有率は添
加量に比して著しく低下し、同時に原料窒化アルミニウ
ム粉末に含まれた酸化物層もアルミネート化合物として
揮散する為、焼結体中酸素含有率が激減したものと思わ
れる。これらの事が、従来見られなかった、高純間、高
熱伝導窒化アルミニウム焼結体の作成につながった原因
と本発明者らは推察している。

）と又、本発明に於ては上倭のｖｆ５！の他に、焼結開始温
度が約２００°低下できるという工業的特徴もある。

本発明中使用できる原料窒化アルミニウム粉末は、（ｉ）　　窒化アルミニウムを８０重量％以上含有し、
（１１）　　ランタン族金属及びイツトリウムよりなる
群から選ばれた少くとも１榎の金属又は該金属化合物を
酸化物に換Ｘして０１〜１０重量％を含有し、（＋ｉｉ）　　アルカリ土類金属ノ＼ロｒン化物を００
２〜１０．０重量φを含有しくＶ）　　酸素原子を４．５亀量チ以下含有し、且つ位
）不可避的に混入する陽イオン不純物が酸化物に換算し
て０．５亀量チ以下含有する平均粒子径が３μｍ以下の
窒化アルミニウム粉末が好適に使用される。

このような窒化アルミニウム粉末は、その製法が特に限
定されるものではなく、公知の方法が何ら制限なく採用
される。

本発明における上記焼結助剤及びアルカリ土類金属ハロ
ゲン化物の使用量は、焼結体に要求される性状に応じて
異なり一部に限定できないが、一般には窒化アルミニウ
ム粉末、焼結助剤及びアルカリ土類金属ハロゲン化物の
混合物中に含せれる量が、焼結助剤の場合０．０２〜５
重量％、アルカリ土類金属ハロゲン化物の場°合０．０
２〜１０重量％の範囲となるよう選べば好適である。焼
結助剤とアルカリ土類金属ノ・ロダン化物の添加量は上
記の範囲であれば、これらの量比は伺ら制限されないが
、焼結後に残留する焼結助剤の量を少なくするためには
、焼結助剤／アルカリ土類金属ハロダン化物の重量比が
１／１０〜５、好ましくは１７５〜１の範囲であること
が好適でおる。

本発明における前記窒化アルミニウム粉末と焼結助剤と
の混合￥′ｉ％に限定されず、乾式混合であっても湿式
混合であってもよい。特に好適な実施態様は湿式混合す
なわち液体分散媒体を使用する湿式状態での混合である
。該液体分散媒体は特に限定されず、一般に使用される
水、アルコール類、炭化水素類またはこれらの混合物が
好適に便用される。特に工業的に最も好適に採用される
のは、メタノール、エタノール、ブタメールなどの炭素
原子数４以下の低級アルコール類である。

また、前記原料の混合に使用する湿式混合装置としては
、特に限定されず公知のものが使用されるが、材質に基
因する不純物成分を生じないものを選ぶのが好ましい。

例えば、材質としては窒化アルミニウム自身あるいはポ
リエチレン、ポリウレタン、ナイロンなどのグラスチッ
ク材Ｕ６るいはこれらで被υされた材質などを選定すれ
ばよい。

また更に、窒化アルミニウム粉末、焼結助剤、及びアル
カリ土類金属ノ・ロダン化物の混合順序は特に限定され
るものでなく、３成分を調合し一度で混合する方法や、
いずれか２成分をまず調合、混合し、しかる後に該混合
物と残りの１成分を調合、混合する方法などが採用され
る。しかしながら主成分である窒化アルミニウム粉末中
に、微量な２穐の粉末を均一に分散混合するためには、
先づ焼結助剤とアルカリ土類金属ノ・ロダン化物を調合
混合し、しかる後に該混合物と窒化アルミニウム粉末と
を調合、混合する方法が好適に採用される。

本発明における焼成の具体的な態様としては、前記窒化
アルミニウム粉末に焼結助剤及びアルカリ土類金属ハロ
ゲン化物を添加した混合粉末を適当な成形手段、例えば
乾式プレス法、ジノ４−プレス、押出し法、射出法、ド
クターブレードシート成形法などによって目的の形状に
成形した後これを適当なるつぼ、サヤ材などの上に設置
して真空又は大気圧の非酸化性雰囲気下、例えば、窒素
ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等の雰囲気下又は２
〜１．００気圧程度の窒素ガス加圧下に高温で焼成する
方法が挙げられる。あるいは前記混合粉末を直接、２０
〜５００　ｋｐ／ｃｍ程度の機椋的圧力を加えつつ真空
又は大気圧の非酸化性雰囲気下あるいは２〜１００気圧
程度の窒素ガス加圧下、高温で焼成する方法が採用され
る。焼成温度としては真空又は大気圧の非酸化性雰囲気
の場合は１７００〜２１００℃、好ましくは１７５０〜
２０５０℃の温度が好適に採用され、２〜１００気圧の
窒素ガス加圧下では１７００〜２４００℃、好ましくは
１７５０〜２３００℃の温度が好適に採用される。尚、
本発明に於ける温度は、混合粉末を入れた黒鉛るつぼの
表面を放射温置引により測定し、黒鉛るつは内のガス温
度を示すように補償した値である。

本発明に於いては、得られる窒化アルミニウム焼結体を
高熱伝導性でち密なものとするためには、焼成時に於い
て、少なくとも１３００〜１７００℃の温度範囲の平均
昇温速度を１℃／ｍ　ｉｎ〜４０℃／ｍ　ｉｎの範囲と
することが好ましい。さらに５〜３０　’ＣＡｎｉ　ｎ
の範囲で昇温することがより好ましい。

上記の平均昇温速度は、添加される焼結助剤の種類及び
量によって最適な範囲があるため、焼結助剤に応じて適
宜決定すれば良い。

特に本発明においては焼結助剤とアルカリ土類金鵡ハロ
ゲン化物の添加比と添加量とに応じた、最適な昇温速度
を採用すればよい。

昇温速度の決定に於いて肝要な挙は昇温の過程で加えた
焼結助剤の過度の蒸発がなく、又焼結後にはできるだけ
焼結助剤成分が残存しないような昇温条件を選定する事
である。前記昇温の方法としては１３００〜１７００℃
の範囲で単一の昇温速度を設定することが工業的には好
ましいが、その他にも２段あるいは３段の速度勾配をも
つ昇温プログラムを選ぶことも可能である。

１３００℃に達する迄の昇温速度、及び１７００℃から
焼成温度に昇温する必要のある場合の昇温速度は、特に
制限されず、どのような昇温速度でおワても良い。しか
し、得られる焼結体の＠度及び熱伝導性を勘案すると１
２００〜１３００℃の温度領域に於いても前記した平均
昇温速度が維持されていることが好ましい。また、工業
的には焼成温度までの全温度領域にわたりて、単一の平
均昇温速度をとることが好ましい。

このようにして昇温された後引き続き、好ましくは１７
００〜２４００℃の焼成温度で焼成される。

焼成時間は、焼成温度、焼結助剤の種類と量、及び平均
昇温速度によって異なるが、通常は、１０分〜２０時間
の範囲から選択される。

〔効　果〕

本発明の鼠化アルミニウム焼結体は、窒化アルミニウム
粉末の焼結に必要な数重量％の焼結助剤１／１０　　以
下という著しく少ない量となっている。

即ち、高純度窒化アルミニウム焼結体、例えばイツトリ
ウム含有率が、金属として１チ以下、さらに好ましくは
０．１チ以下の窒化アルミニウム焼結体が得られる。こ
れらの窒化アルミニウム焼結体は、純度が高いために熱
伝導性が極めて良好である。通常は、１２０　Ｗ／ｍ・
Ｋ以上のものかえられ、好ましくは１４０　Ｗ／ｍ−に
以上の高い熱伝導性の焼結体が得られる。さらに、焼成
条件によりては１６０　Ｗ／ｍ−に以上という極めて優
れた熱伝導性の焼結体を得ることができるうしかも、優
れた透光性を有する窒化アルミニウム焼結体とすること
もできる。

従って、本発明の窒化アルミニウム焼結体は、電子機器
の放熱用基板、電子回路基板、放熱有刺、絶縁材料とし
て工業的に極めて有用な材料となる。

実施例１平均粒子径が１．４２μｍで３μｍ以下が８７重量％を
占め、且つ表１に示す組成の窒化アルミニウム粉末に、
Ｙ２Ｏ３粉末０．７３ｉｉ％、Ｃａ　Ｆ　２　粉末１．
３３［ｉチを添加し、エタノール中で均一に混合した。

混合物を乾燥後その約１．０ｇを内径１５鰭の金型を用
いて２００Φら２の圧力で一軸プレス、次いで１５００
ψ偽の圧力でラバープレスし、　ｆｆｌ　ｉ　カ１、６
０９／ｃｍの粉末成形体を作成した。　この成形体を窒
化ホク累粉末でコーティングした黒鉛製るつは中に設置
し、１気圧の窒素中で１１００１２まで４０分で昇温し
、次いで１１００℃から１８００℃壕で１５℃／ｍ　ｉ
　ｎの昇温速度で昇温し、１８００℃で１０時間保持し
た。得られた焼結体は密度が３．２５９７ｃｍであった
。　この焼結体を厚さ３　Ｍ７１に研削してレーザーフ
ラッジ−法によりＩｎ−８ｂ赤外線センサーを用いた非
接触で熱伝導率を測定したところ１９５　Ｗ／ｍ−にの
値を得た。

この焼結体の酸素含有率を放射化分析法で測定したとこ
ろ０．０９重量％であった。

更に該焼結体をアルカリ溶融し、浴融物中のＣａ　、　
Ｙ　、　Ｍｇ　、　Ｃｒ　、　Ｓｉ　、　Ｚｎ　、　Ｆ
ｅ　、　Ｃｕ　、　Ｍｎ　＋　？’Ｈ。

Ｔｉ　、　Ｃｏの各含有量を訪導結合プラズマ発光分光
分析法で測定したところ焼結体中の濃度に換算して、Ｃ
ａ＝８８０ｐｐｍ、　Ｙ＝３００　ｐｐｍ％Ｍｇ＜５　
ｐｐｍ。

Ｃｒ（１０ｐｐｍ、、Ｓｉ　＝１３１　ｐｐｍ、　Ｚｎ
（ｉｏｐｐｍ。

Ｆｅ（１０ｐｐｍ、　Ｃｕ（１０ｐｐｍ、　Ｍｎ（５ｐ
ｐｍ、　Ｎｔ−２１ｐｐｍ　、　Ｔｉ　＝２３　ｐｐｍ
　、　Ｃｏ（１０ｐｐｍ　　でアシ、焼結助剤として添
加した。Ｃａ　、　Ｙを除く１０元素の含有率を合計す
ると２３５　ｐｐｍ以下であった。

同様にして焼結した別の焼結体を０．５本の厚さまで研
削し、両面を鏡面研磨したものについて光透過率を測定
したところ５，５μｍの波長に対して３８％の直線透過
率が得られた。

表１）　窒化アルミニウム粉末分析値ＡｔＮ含有量　　　９８０％元　　素　　　　　　含有量Ｍｇ　　　　　　＜５　　　　　ｐｐｍＣｒ　　　　　
　（１０１８１３８＃Ｚｎ　　　　　　　（１０ｚＦｅ　　　　　　　１５　　　　１Ｃｕ　　　　　　　（５ｙＭｎ　　　　　　（５ｓＮｉ　　　　　　　（１０〃Ｔｉ　　　　　　　（５Ｃｏ　　　　　　（５ｔｔＡｔ　　　　　　６４．８　　　（ｗｔ％）Ｎ　　　　
　　３３５０　　　　　　１０　　　　〃Ｃ０，０４１実施例２実施例】で用いたものと同じ窒化アルミニウム粉末に種
々の添加率のＹ２Ｏ３およびＣａＦ２’ｊｆ添加混会し
たものについて、実施例１と同様の操作で常圧焼結した
結果を表２に示す。熱伝導率測定は３訓厚さに研削した
ものについて、実施例１と同様の方法で行った。扁４は
比較例である。

実施例３実施例１で用いたものと同じ窒化アルミニウム粉末に、
抽々の焼結助剤を添加混合したものについて、実施例１
と同様の方法で常圧焼結した結果を表３に示す。熱伝導
率測定は３謂厚さに研削したものについて、実施例１と
同様の方法で行った。

実施例４実施例１で用いたものと同じ窒化アルミニクム粉末に、
焼結助剤としてＹ２Ｏ３粉末０．７重症チ、ＣａＦ２粉
末１粉末１３全鼠加し、エタノール中で均一に混合した
。混合物を乾燥後その約１．Ｏｌを、窒化ホウ素粉末を
塗布した内径１０鴫の黒鉛ダイスに入れ高周波透導加熱
炉を用い、１気圧の窒素ガス中１００　ｋｓ／ｃｍ”の
圧力下で、１８００℃４時間ホットプレス焼結をした。

該焼結中に於て、混合粉末は１４００℃から、急激に収
縮が始まり、１８００℃ではほとんど収縮は終了した。

得られた焼結体は密度が：３．２６１７α３であり、実
施例１と同じ方法で３鴎厚さの焼結体の熱伝導率を測定
した所、ｌ　６７　Ｗ／ｍ−にであった。この焼結体の
酸素含有量は０．２７重量％であった。

更に該焼結体をブルカ’）ｆ？４融し、溶融物中のＣＩ
Ｌ　、　Ｙ　、　Ｍｇ　＊　Ｃｒ　、　Ｓｔ　、　Ｚｎ
　、　Ｆｅ　＋　Ｃｕ　＊　Ｍｎ、Ｎ１゜ＴＩ　、　Ｃ
ｏの各含有率ｋｕ導結合プラズマ発光分光分析法で測定
したところ、焼結体中の濃度に換算して、Ｃａ　＝９２
０ｐｐｍ、　　Ｙ＝４３０ｐｐｍ、　Ｍｇ＜５　ＰＰｍ
−Ｃｒ（１０ｐｐｍ、Ｓｉ＝１２６ｐｐｍ、Ｚｎ（１０
ｐｐｍ、Ｆｓ＝＝１４ｐｐｍ１Ｃｕ（１０ｐｐｍ％Ｍｎ
＜５９’９ｍ、　Ｎｉ（２０ｐｐｍ。

ＴＩ＝２７　ｐｐｍ　、　Ｃｏ　（１０ｐｐｍであり焼
結助剤として添加したＣａ　、　Ｙを除く１０元素の含
有率の合計は、２３７　Ｐｐ０１１以下であった。

比較のために、前記操作の中で焼結助剤として、Ｙ２Ｏ
３粉末１重量％を添加しＣａＦ２は無添加とした以外は
全く同一の操作で焼結体を作成した。該焼結過程に於て
、混合粉末は１６００℃から、収縮が始まり１８００℃
に到ってもまだ収縮がＭｒ、き、１８００℃２　ｈｒ保
持後にほぼ収縮が終了した。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ａ）窒化アルミニウムが９０重量％以上Ｂ）イットリウム及びランタン族金属よりなる群から選
ばれた少くとも１種の金属の化合物よりなる焼結助剤が
金属として０．０００５重量％以上１．０重量％以下且つＣ）密度が３．０ｇ／ｃｍ＾３以上である窒化アルミニウム焼結体。
（２）Ａ）窒化アルミニウム粉末Ｂ）イットリウム及びランタン族金属よりなる群から選
ばれた少なくとも１種の金属の化合物よりなる焼結助剤及びＣ）アルカリ土類金属ハロゲン化物よりなる混合粉末を焼成することを特徴とする窒化アル
ミニウム焼結体の製造方法。