JP2680681B2 - Method for producing aluminum nitride powder - Google Patents
Method for producing aluminum nitride powderInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (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
ニウム粉末の製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an aluminum nitride powder having a small degree of aggregation of primary particles.
(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。上記の公報に記載さ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。(Prior Art) Recently, aluminum nitride powder has a high thermal conductivity and has been in the spotlight as a raw material of an aluminum nitride sintered body which is extremely useful as an electronic material. Aluminum nitride powder is known, for example, from JP-A-59-50008. The aluminum nitride powder described in the above publication is 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 light transmittance. That is, in the above publication, an aluminum nitride powder having an average particle size of 2 μm or less, an oxygen content of 1.5% by weight or less, and a cation impurity content of 0.3% by weight or less when the aluminum nitride composition is AlN. It is shown.
(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
るものではなかった。(Problems to be Solved by the Invention) The above-mentioned aluminum nitride powder is a raw material of an aluminum nitride sintered body having excellent properties because it is highly pure and fine particles. However, when the above aluminum nitride powder is molded into a sheet or the like and then sintered, the shrinkage rate due to the sintering is large, and the dimensional stability is not sufficiently satisfactory.
(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アルミナ粉末を原料として得た窒
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った。(Means for Solving the Problem) Therefore, the inventors of the present invention have conducted repeated studies for the purpose of obtaining an aluminum nitride powder having a relatively small shrinkage factor during sintering and good dimensional stability. As a result, the average particle size converted from the specific surface area, the average particle size measured by the sedimentation method, aluminum nitride powder obtained as a raw material alumina powder having a specific relationship, it was found that achieve the above object, The present invention has been completed.
即ち、本発明は、(a)比表面積から算出した粒径
(D1)と沈降法で測定した平均粒径(D2)とが下記式 0.1μm≦D1≦1.0μm D2/D1≦8 を共に満足するアルミナと、 (b) カーボン 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窒化アルミニウム粉末の製造方
法である。That is, according to the present invention, (a) the particle size (D 1 ) calculated from the specific surface area and the average particle size (D 2 ) measured by the sedimentation method are 0.1 μm ≦ D 1 ≦ 1.0 μm D 2 / D 1 A method for producing an aluminum nitride powder, characterized in that a mixed powder of alumina and (b) carbon both satisfying ≦ 8 is fired at 1300 to 1700 ° C. in an atmosphere containing nitrogen.
本発明に於けるアルミナ粉末の比表面積は、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粒径(D1)を求めることができる。
この方法で求めた粒径(D1)は、アルミナ粉末の一次粒
径を表わす。The specific surface area of the alumina powder in the present invention is that obtained by nitrogen gas adsorption by the BET method. From this specific surface area, the particle diameter (D 1 ) can be obtained by converting into a true sphere.
The particle size (D 1 ) obtained by this method represents the primary particle size of the alumina powder.
一方、沈降法、例えば、堀場製作所製自動粒度分布測
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。On the other hand, the sedimentation method, for example, the average particle size (D 2 ) measured using an automatic particle size distribution analyzer CAPA-500 manufactured by Horiba, Ltd. represents the average particle size of aggregated particles formed by aggregating primary particles.
本発明に於ては、上記の比表面積から算出した粒径
(D1)は0.1μm≦D1≦1.0μmの範囲でなければならな
い。D1が0.1μm未満のアルミナ粉末を原料とした場
合、アルミナとカーボンの相互分散が悪くなり、窒化反
応時にかえってアルミナが凝集し、目的とする窒化アル
ミニウム粉末が得られない。D1が1.0μmを越えるアル
ミナ粉末を原料とした場合もまた、原因は不明であるが
著しく凝集した窒化アルミニウム粉末となり、目的とす
る窒化アルミニウム粉末を得るには不適である。上記の
粒径(D1)は0.1μm≦D1≦1.0μmの範囲であればよい
が、0.1μm≦D1≦0.8μmの範囲であることが好まし
い。In the present invention, the particle size (D 1 ) calculated from the above specific surface area must be within the range of 0.1 μm ≦ D 1 ≦ 1.0 μm. When an alumina powder having a D 1 of less than 0.1 μm is used as a raw material, the mutual dispersion of alumina and carbon becomes poor, and the alumina agglomerates during the nitriding reaction, and the intended aluminum nitride powder cannot be obtained. When the alumina powder having D 1 of more than 1.0 μm is used as the raw material, the aluminum nitride powder is remarkably agglomerated, though the cause is unknown, and is not suitable for obtaining the intended aluminum nitride powder. The above particle size (D 1 ) may be in the range of 0.1 μm ≦ D 1 ≦ 1.0 μm, but is preferably in the range of 0.1 μm ≦ D 1 ≦ 0.8 μm.
次に、原料のアルミナ粉末において前記の比表面積か
ら算出した粒径(D1)と沈降法で測定した平均粒径
(D2)とは、D2/D1≦8でなければならない。D2/D1の値
が8を越えたアルミナを原料とした場合には生成された
窒化アルミニウム粉末の凝集程度が著しく大きくなり、
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6以下であることが好ま
しく、さらに5以下であることが生成された窒化アルミ
ニウム粉末の凝集を抑制する点からより好ましい。Next, in the alumina powder as a raw material, the particle size (D 1 ) calculated from the specific surface area and the average particle size (D 2 ) measured by the sedimentation method must be D 2 / D 1 ≦ 8. When alumina having a D 2 / D 1 value of more than 8 is used as the raw material, the degree of agglomeration of the produced aluminum nitride powder is significantly increased,
It is not possible to obtain an aluminum nitride powder having a sufficiently small shrinkage rate during sintering. D 2 / D 1 is preferably 6 or less, and more preferably 5 or less from the viewpoint of suppressing agglomeration of the produced aluminum nitride powder.
本発明においては、上記したD1とD2が特定のアルミナ
であれば、公知のものが何ら制限なく用いられる。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っても上記の粒子径条件を
満足するものであれば良い。In the present invention, if the above-mentioned D 1 and D 2 are specific alumina, known ones can be used without any limitation. For example, alumina obtained by firing aluminum chloride, aluminum sulfate, aluminum nitrate, deuterium oxide, aluminum hydroxide or the like may be any one that satisfies the above particle size conditions.
また、前記した粒子径条件を充たさないアルミナであ
っても、分級や混合により上記粒子径条件を満足させる
ことができれば、窒化アルミニウム粉末用原料として採
用することができる。また、粉砕処理を施すことで所定
の粒子径条件を満足したアルミナを得ることができ、こ
のようなアルミナも原料として採用することができる。
粉砕方法は一般に工業的方法として知られている方法で
あれば何ら区別なく採用される。例えば、ボールミル粉
砕,気流粉砕(ジエツトミル粉砕),アトライター粉砕
などを用いることが出来る。Further, even alumina which does not satisfy the above-mentioned particle diameter condition can be adopted as a raw material for aluminum nitride powder as long as the above particle diameter condition can be satisfied by classification or mixing. Further, by performing the pulverization treatment, alumina satisfying a predetermined particle size condition can be obtained, and such alumina can also be used as a raw material.
As the pulverization method, any method generally known as an industrial method can be adopted without any distinction. For example, ball mill grinding, air flow grinding (jet mill grinding), attritor grinding, etc. can be used.
しかも、原料アルミナに前記粉砕処理を施すことによ
り、窒化アルミニウム粉末の不純物含量が、アルミナ中
の不純物含量から計算される推定値を大きく下まわると
いう効果も得られる。Moreover, by subjecting the raw material alumina to the above-mentioned pulverization treatment, the effect that the impurity content of the aluminum nitride powder greatly falls below the estimated value calculated from the impurity content in the alumina is also obtained.
本発明に於て原料となるカーボンは、公知のものが何
ら制限なく採用される。特に得られる窒化アルミニウム
粉末を高純度とし、且つその凝集を抑制するためには灰
分0.3%以下、平均粒子径1μm以下、比表面積が60m2/
g以上、吸油量が80cc/g以上であるカーボンが好適に用
いられる。In the present invention, known carbon can be used without limitation as a raw material carbon. In particular, in order to make the obtained aluminum nitride powder highly pure and suppress its agglomeration, the ash content is 0.3% or less, the average particle size is 1 μm or less, and the specific surface area is 60 m 2 /
Carbon having g or more and oil absorption of 80 cc / g or more is preferably used.
窒化アルミニウム中の不純物は、原料のアルミナを粉
砕処理することによってアルミナ中の不純物量から計算
される推定量より減少させ得るが、アルミナやカーボン
中の不純物は窒化アルミニウム中の不純物として少くと
も一部残存するため、高純度の窒化アルミニウム粉末を
得るためには、アルミナの純度は99重量%以上、好まし
くは99.5重量%以上であり、カーボンの灰分は0.3重量
%以下、好ましくは0.2重量%以下であることが好適で
ある。The impurities in aluminum nitride can be reduced from the estimated amount calculated from the amount of impurities in alumina by pulverizing the raw material alumina, but the impurities in alumina and carbon are at least partly contained as impurities in aluminum nitride. Since it remains, in order to obtain a high-purity aluminum nitride powder, the purity of alumina is 99% by weight or more, preferably 99.5% by weight or more, and the ash content of carbon is 0.3% by weight or less, preferably 0.2% by weight or less. Preferably.
本発明の方法におけ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。The mixing ratio of alumina and carbon in the method of the present invention is generally in the range of 1: 0.4 to 1: 3, preferably in the range of 1: 0.4 to 1: 0.7 in order to reduce the amount of impurities mixed from carbon ash. is there.
混合は乾式あるいは湿式のどちらでも良い。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,ジルコニ
ア質,窒化アルミニウム質あるいはプラスチック質など
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って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、目的とする
微粉末の窒化アルミニウムを得ることができない場合が
あるので好ましくない。The mixing may be either dry type or wet type. Usually, it is preferable to use a ball mill as the mixing means. However, the container, balls, etc. used at this time are made of high-purity alumina, zirconia, aluminum nitride, or plastic, and the inclusion of impurities should be prevented as much as possible. preferable. Examples of the ball mill include known ones, for example, a rotary ball mill, a vibro ball mill and the like. Mixing with an attritor may also be employed. Further, it is preferable to perform sufficiently uniform mixing in order to increase the reaction rate and minimize the amount of unreacted alumina. Mixed powder is 1300 ~ 1700 by firing furnace
The aluminum nitride powder is obtained by firing at a temperature of ℃, preferably 1450 to 1650 ℃ for 3 to 10 hours. If the sintering temperature is lower than the above lower limit temperature, the nitriding reaction does not sufficiently proceed and the desired aluminum nitride powder may not be obtained, which is not preferable. Further, at a high temperature where the firing temperature exceeds the above-mentioned upper limit temperature, the nitriding reaction sufficiently proceeds, but the particle size of the aluminum nitride powder that is often formed becomes large or agglomeration becomes remarkable, and the desired fine powder of aluminum nitride is obtained. May not be obtained, which is not preferable.
前記焼成の際には焼成炉の炉材や焼成ボールなどの材
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。At the time of the firing, it is preferable to consider the materials of the firing furnace material and firing balls so as not to cause impurities. The firing atmosphere is preferably an atmosphere containing nitrogen, usually a high-purity nitrogen gas or a gas obtained by adding an ammonia gas thereto, and the amount of these reaction gases is usually sufficient to allow the nitriding reaction to proceed sufficiently. Alternatively, firing may be performed while intermittently supplying.
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550℃
〜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。Since the mixture after firing contains unreacted carbon in addition to the aluminum nitride powder, the mixture is generally 550 ° C.
It is preferable to calcine in air or oxygen at a temperature of up to 750 ° C. to oxidize and remove residual carbon. If the oxidation temperature is too high, the surface of the aluminum nitride powder will be excessively oxidized, and the desired powder tends to be difficult to obtain. Therefore, it is preferable to select an appropriate oxidation temperature and time.
本発明の方法により得られる窒化アルミニウム粉末
は、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。即ち、窒化アルミニウム粉末の比表面積から算
出した粒径をD3とし、沈降法で測定した平均粒径をD4と
するとD4/D3≦2.60である窒化アルミニウム粉末が得ら
れる。It can be said that the aluminum nitride powder obtained by the method of the present invention is a powder in which the degree of aggregation of primary particles is relatively small. That is, assuming that the particle size calculated from the specific surface area of the aluminum nitride powder is D 3 and the average particle size measured by the sedimentation method is D 4 , an aluminum nitride powder with D 4 / D 3 ≦ 2.60 is obtained.
(効 果) 本発明に於て、特定の粒子径条件のアルミナとカーボ
ンを原料として得た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、該窒化アルミニウム
粉末を用いて焼結を行なった場合、線収縮率を20%以
下、さらには17%以下、さらに好ましくは15%以下とす
ることができる。このように、本発明の方法により得ら
れた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
る同時焼成法や、積層パツケージ類の作製に於いて、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。(Effect) In the present invention, the aluminum nitride powder obtained by using alumina and carbon as raw materials under specific particle diameter conditions has a small degree of aggregation of primary particles. Therefore, when the aluminum nitride powder is used for sintering, the linear shrinkage can be 20% or less, further 17% or less, and further preferably 15% or less. As described above, the aluminum nitride powder obtained by the method of the present invention has good dimensional stability, and in particular, a simultaneous firing method in which a paste of a refractory metal is printed on the surface and fired, or in the production of laminated packages. In this case, it is preferably used because it can reduce the difference in shrinkage rate with metal.
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。Furthermore, when aluminum nitride powder having a low oxygen content and a small amount of cationic impurities is used as a raw material, it is possible to obtain an aluminum nitride sintered body having high thermal conductivity and translucency in addition to the above effects. it can.
(実施例) 本発明を更に具体的に説明するために以下に実施例お
よ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。(Examples) Examples and comparative examples are given below to more specifically describe the present invention, but the present invention is not limited to these examples.
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った。Various physical properties in the following examples and comparative examples were measured by the following methods.
1) カーボンの灰分量:JIS K−6221−1970に従い、75
0℃の灰化後の重量から求めた。1) Carbon ash content: 75 according to JIS K-6221-1970
It was determined from the weight after ashing at 0 ° C.
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。2) Carbon oil absorption: determined from the amount of dibutyl phthalate added in accordance with JIS K-6221-1970.
3) 比表面積:N2吸着によるBET法で求めた。(島津製
作所(株)製「フローソーブ2300」を使用) 4) 粉末の平均一次粒径 5) 粉末の平均凝集粒径:遠心沈降法にて求めた。
(堀場製作所(株)製「CAPA500」を使用) 6) 粉末中の不純物量 陽イオン不純物量: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(株)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(株)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(株)製「EMGA2800」を使用) 7) 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整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。3) Specific surface area: determined by BET method by N 2 adsorption. (Using "Flowsorb 2300" manufactured by Shimadzu Corporation) 4) Average primary particle size of powder 5) Average agglomerated particle size of powder: Determined by a centrifugal sedimentation method.
(Using "CAPA500" manufactured by Horiba, Ltd.) 6) Impurity amount in powder Cation impurity amount: The powder was alkali-melted, neutralized with an acid, and quantified by ICP emission spectroscopic analysis of the solution. (Using "ICPS-1000" manufactured by Shimadzu Corporation) Impurity carbon amount: The powder was burned in an oxygen stream and quantified from the generated CO and CO 2 gas amounts. (Using "EMIA-110" manufactured by Horiba Ltd.) Impurity oxygen amount: Determined from the amount of CO gas generated by the high temperature thermal decomposition method of the powder in the graphite crucible. (Using "EMGA2800" manufactured by Horiba, Ltd.) 7) Density (d (g)) of sheet compact: AlN powder and dispersant are dispersed in an organic solvent to form a slurry, which is shaped by the doctor blade method. The green density was obtained from the dimensions and weight of the obtained molded product, and the molding density of only the AlN powder was calculated from this value.
8) 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(株)製「高精度比重計D−
H」を使用) 9) AlN焼結体熱伝導率:レーザーフラッシュ法によ
り求め、検量線による厚さ補正を行った。(理学電気
(株)製「熱定数測定装置PS−7」を使用) 10) 焼結時の収縮率:焼結前後の寸法測定により求め
た。 8) AlN sintered body density (d (s)): determined by Archimedes method. (Toyo Seiki Co., Ltd. “High-precision hydrometer D-
H ”is used) 9) Thermal conductivity of AlN sintered body: Obtained by a laser flash method, and the thickness was corrected by a calibration curve. (Using "Gakugaku Denki Co., Ltd." thermal constant measuring device PS-7 ") 10) Shrinkage rate during sintering: Determined by dimensional measurement before and after sintering.
実施例 1 純度99.9%,沈降法により測定した平均粒径(D2)0.
94μm,比表面積7.7m2/g,比表面積から計算した粒径
(D1)0.21μm,D2/D1=4.5のAl2O3500gと、灰分量0.08
重量%,比表面積138m2/g,吸油量120cc/gのカーボン500
gとをナイロン製ポットとボールを用い、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1550
℃,6時間加熱し、しかる後、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AlNのピー
クのみを示した。得られた粉末の特性は表1に示したと
おりである。 Example 1 Purity 99.9%, average particle diameter (D 2 ) measured by sedimentation method 0.
94 μm, specific surface area 7.7 m 2 / g, particle size calculated from specific surface area (D 1 ) 0.21 μm, D 2 / D 1 = 4.5 Al 2 O 3 500 g and ash content 0.08
Carbon 500 with weight%, specific surface area 138m 2 / g, oil absorption 120cc / g
g was mixed using a nylon pot and a ball. The mixed powder was placed in a high-purity graphite crucible, and it was heated to 1550 under N 2 gas flow.
The mixture was heated at ℃ for 6 hours, and then unreacted carbon was removed by oxidation. The X-ray diffraction pattern of the obtained powder showed only the AlN peak. The characteristics of the obtained powder are as shown in Table 1.
次に、得られたAlN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のナイロン製ポッ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(at25
℃)になるまで真空脱泡を行った。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口の金型で打ちぬき焼結
テスト用サンプルとした。シート成形体密度(d
(g))は19.1(g/cm3)であった。打ちぬいた成形体
をマッフル炉中で空気中、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、焼結テストを行った。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、18
00℃で7時間保持後、自然冷却の条件下で行った。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。 Next, 400 g of the obtained AlN powder, 24 g of Ca 3 Al 2 O 6 , 4 g of sorbitan trioleate, 132 g of toluene and 108 g of ethanol were placed in a nylon pot having an internal volume of 4.8 and mixed with a nylon-coated ball for 24 hours. To the mixed slurry, 28 g of polyvinyl butyral, 28 g of benzylbutyl phthalate, 44 g of toluene and 36 g of ethanol were added, and the mixture was further ball-milled for 24 hours. The obtained slurry has a viscosity of 20000 cps (at 25
Vacuum degassing was performed until the temperature reached (° C.). The defoamed slurry was molded by a doctor blade sheet molding method to obtain a molded body having a thickness of 1 mm. This molded body was punched out with a 34 mm die to obtain a sample for a sintering test. Sheet compact density (d
(G)) was 19.1 (g / cm 3 ). The stamped compact was degreased in a muffle furnace in air at 600 ° C for 3 hours.
Then, the molded body was put into a graphite crucible having an inner wall coated with BN slurry, and a sintering test was performed. Sintering was performed in a N 2 stream at a temperature rising rate of 5 ° C / min from room temperature to 1800 ° C, and
After holding at 00 ° C. for 7 hours, it was performed under the condition of natural cooling. The obtained sintered body was subjected to measurement of thermal conductivity, size and density.
得られた焼結体の密度は3.26g/cm2であり、焼結時の
収縮率は16.3%であった。また熱伝導率は163W/m・Kで
あった。The density of the obtained sintered body was 3.26 g / cm 2 , and the shrinkage rate during sintering was 16.3%. The thermal conductivity was 163 W / mK.
実施例 2 様々な種類のアルミナ粉末と、実施例1で用いたカー
ボンとを実施例1と同様に混合し、次いで焼成した。得
られた粉末のX線回折パターンは、すべてAlN単相であ
った。次に実施例1と同様の方法で成形,焼成を行い、
焼結体物性と焼結時の収縮率を測定した。結果を表2に
示す。Example 2 Various types of alumina powder and the carbon used in Example 1 were mixed in the same manner as in Example 1 and then calcined. The X-ray diffraction patterns of the obtained powders were all AlN single phase. Next, molding and firing are performed in the same manner as in Example 1,
The physical properties of the sintered body and the shrinkage rate during sintering were measured. Table 2 shows the results.
実施例 3 純度99.9%(Fe76ppm,Si130ppm)沈降法により測定し
た平均粒径(D2)1.83μm,比表面積より計算した粒径
(D1)0.20μmのアルミナ粉末を、アルミナボールを媒
体としてアトライター粉砕した。こうして得られた粉砕
アルミナは純度99.9%以上で、Fe80ppm,Si127ppmであ
り、比表面積より計算した粒径(D1)は0.19μm,沈降法
により測定した平均粒径(D2)は0.65μmであった。こ
の粉砕アルミナ500gと、灰分量0.08重量%(Fe23ppm,Si
4ppm),比表面積138m2/g,吸油量120cc/gのカーボン500
gとを、ナイロン製ポットとボールを用いて混合した混
合粉末を高純度黒鉛製るつぼに入れ、N2ガス流下で1550
℃,6時間加熱し、しかる後、未反応のカーボンを酸化除
去した。得られた粉末の物性を表3に示した。 Example 3 Alumina powder having a purity of 99.9% (Fe76ppm, Si130ppm) and an average particle diameter (D 2 ) of 1.83 μm measured by a sedimentation method and a particle diameter (D 1 ) of 0.20 μm calculated from a specific surface area was used as an alumina ball medium. Lighter crushed. The pulverized alumina thus obtained has a purity of 99.9% or more, Fe80ppm and Si127ppm, the particle size (D 1 ) calculated from the specific surface area is 0.19μm, and the average particle size (D 2 ) measured by the sedimentation method is 0.65μm. there were. 500 g of this ground alumina and 0.08% by weight of ash (Fe23ppm, Si
4ppm), specific surface area 138m 2 / g, oil absorption 120cc / g carbon 500
g and a nylon pot and balls were used to mix the mixed powder into a high-purity graphite crucible, and 1550 under N 2 gas flow.
The mixture was heated at ℃ for 6 hours, and then unreacted carbon was removed by oxidation. Table 3 shows the physical properties of the obtained powder.
次に実施例1と同様の方法で、成形,焼成を行い、焼
結体物性と焼結時の収縮率を測定した。結果を表4に示
した。 Next, molding and firing were performed in the same manner as in Example 1 to measure the physical properties of the sintered body and the shrinkage rate during sintering. The results are shown in Table 4.
比較例 実施例3で用いたアルミナ粉末を粉砕せずに原料と
し、実施例3と同様の方法で混合,焼成を行い白色粉末
を得た。得られた粉末の物性を表5に示した。 Comparative Example The alumina powder used in Example 3 was used as a raw material without being crushed, and mixed and fired in the same manner as in Example 3 to obtain a white powder. Table 5 shows the physical properties of the obtained powder.
次に実施例1と同様の方法で成形,焼成を行い、焼結
体物性と焼結時の収縮率を測定した。結果を表6に示し
た。 Next, molding and firing were performed in the same manner as in Example 1, and the physical properties of the sintered body and the shrinkage rate during sintering were measured. The results are shown in Table 6.
Claims (1)
と沈降法で測定した平均粒径(D2)とが、下記式 0.1μm≦D1≦1.0μm D2/D1≦8 を共に満足するアルミナと、 (b) カーボン 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窒化アルミニウム粉末の製造方
法。1. A particle diameter (D 1 ) calculated from (a) specific surface area
And the average particle diameter (D 2 ) measured by the sedimentation method both satisfy the following formula 0.1 μm ≦ D 1 ≦ 1.0 μm D 2 / D 1 ≦ 8, and (b) a mixed powder of carbon and nitrogen. A method for producing an aluminum nitride powder, which comprises firing at 1300 to 1700 ° C. in an atmosphere containing.
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JP1128886A JP2680681B2 (en) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | Method for producing aluminum nitride powder |
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- 1989-05-24 JP JP1128886A patent/JP2680681B2/en not_active Expired - Lifetime
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