JP2516295B2 - Aluminum nitride powder - Google Patents
Aluminum nitride powderInfo
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- JP2516295B2 JP2516295B2 JP3304845A JP30484591A JP2516295B2 JP 2516295 B2 JP2516295 B2 JP 2516295B2 JP 3304845 A JP3304845 A JP 3304845A JP 30484591 A JP30484591 A JP 30484591A JP 2516295 B2 JP2516295 B2 JP 2516295B2
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、一次粒子の凝集の程度
が極めて小さい窒化アルミニウム粉末に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aluminum nitride powder having a very small degree of aggregation of primary particles.
【０００２】[0002]
【技術の技術】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５９−５００
０８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Ａ
ｌＮ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。2. Description of the Related Art Recently, aluminum nitride powder has 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.
The aluminum nitride powder is, for example, disclosed in JP-A-59-500.
It is known from Japanese Patent Publication No. 08-08. The aluminum nitride powder described in the above publication is highly pure 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 discloses that the powder has an average particle diameter of 2 μm or less, an oxygen content of 1.5% by weight or less, and an aluminum nitride composition of A
0.3% by weight of cation impurities contained when 1N
The following aluminum nitride powder is shown.
【０００３】[0003]
【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。The above-mentioned aluminum nitride powder is a raw material of an aluminum nitride sintered body having excellent properties because it has high purity 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.
【０００４】[0004]
【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った。Means for Solving the Problems Accordingly, the present inventors have:
Research has been repeated for the purpose of obtaining an aluminum nitride powder having a small shrinkage factor during sintering and good dimensional stability. As a result, it was found that an aluminum nitride powder having a specific relationship between the average particle size converted from the specific surface area and the average particle size measured by the sedimentation method achieves the above object, and the present invention has been completed. It was
【０００５】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 ＜２．００ 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。That is, according to the present invention, 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: 0.2 μm ≦ D 1 ≦ 1.5 μm D 2 / D 1 <2.00, which is an aluminum nitride powder.
【０００６】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。The specific surface area in the present invention is obtained by nitrogen gas adsorption by the BET method. From this specific surface area, the average particle diameter (D 1 ) can be obtained by converting into a true sphere. The average particle size (D 1 ) obtained by this method represents the primary particle size of the aluminum nitride powder.
【０００７】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 average particle size (D 2 ) measured by the sedimentation method, for example, using an automatic particle size distribution analyzer CAPA-500 manufactured by Horiba, Ltd. is the average particle size of agglomerated particles formed by agglomeration of primary particles. Represents
【０００８】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 ≦１．５
μｍ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
あることが好ましい。In the present invention, the average particle size (D 1 ) calculated from the above specific surface area is 0.2 μm ≦ D 1 ≦ 1.5.
It must be in the μm range. The aluminum nitride powder having D 1 of less than 0.2 μm has a large specific surface area, and accordingly the oxygen content becomes too large, so that a sintered body having excellent physical properties cannot be obtained. An aluminum nitride powder having D 1 of more than 1.5 μm cannot be sintered sufficiently and a dense sintered body cannot be obtained. The average particle diameter (D 1 ) is preferably in the range of 0.3 μm ≦ D 1 ≦ 1.0 μm.
【０００９】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＜２．００でなければならない。Ｄ2 ／Ｄ1
の値が２．００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、１．９５以下であることが好まし
く、１．９０以下であることがより好ましく、さらに
１．８０以下であることが寸法安定性の点から最も好ま
しい。Next, 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
It must be D 2 / D 1 <2.00. D 2 / D 1
When the value of exceeds 2.00, it is not possible to obtain an aluminum nitride powder having a sufficiently small shrinkage factor during sintering. D 2 / D 1 is preferably 1.95 or less, more preferably 1.90 or less, and most preferably 1.80 or less from the viewpoint of dimensional stability.
【００１０】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
（４．２ｍ2 ／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。Incidentally, the aluminum nitride powder described in JP-A-59-50008 has an average particle size (D 1 ) of 0.44 μm calculated from the specific surface area (4.2 m 2 / g). And the average particle diameter (D 2 ) measured by the sedimentation method is 1.22 μm, and D 2 / D 1 = 2.77.
Is.
【００１１】本発明の窒化アルミニウム粉末は、Ｄ2 ／
Ｄ1 ＜２．００であることから、一次粒子の凝集の程度
が極めて小さい粉末であるといえる。The aluminum nitride powder of the present invention is D 2 /
Since D 1 <2.00, it can be said that the degree of aggregation of primary particles is extremely small.
【００１２】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、Ａｌ
Ｎ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。The aluminum nitride powder of the present invention should satisfy the above-mentioned conditions, but in order to obtain an aluminum nitride sintered body which is further excellent in thermal conductivity and the like, the oxygen content and the cation impurities should be eliminated. It is preferably small. That is, Al
When N has an aluminum nitride composition, the oxygen content as impurities is 1.5 wt% or less, and the cation impurities are 0.3.
Aluminum nitride powders up to wt% are preferred.
Furthermore, an 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 preferable.
【００１３】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して扱う。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結合に置き変っているが、この結合Ａｌは陽
イオン不純物とはみなさない。従って、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。The aluminum nitride in the present invention is a 1: 1 compound of aluminum and nitrogen, and all other compounds are treated as impurities. However, the surface of the aluminum nitride powder is inevitably oxidized in the air and the Al-N bond is replaced with the Al-O bond, but this bonded Al is not regarded as a cation impurity. Therefore, Al-N, Al
Metallic aluminum without a -O bond is a cationic impurity.
【００１４】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って得られたものであっても良
い。The above aluminum nitride powder in the present invention may be obtained by any method.
【００１５】一般には、下記に示す方法によって好適に
製造することができる。即ち、アルミナと、硫黄含有量
が５００〜７０００ｐｐｍのカーボンとを重量比で１：
１．５〜１：４の範囲で混合して得た粉末を非酸化性雰
囲気中において１３００〜１７００℃で焼成する方法で
ある。Generally, it can be preferably produced by the method described below. That is, the weight ratio of alumina to carbon having a sulfur content of 500 to 7000 ppm is 1 :.
This is a method in which powder obtained by mixing in the range of 1.5 to 1: 4 is fired at 1300 to 1700 ° C. in a non-oxidizing atmosphere.
【００１６】ここで、原料となるカーボンは特定の硫黄
含有量を有するものでなければならない。即ち、硫黄含
有量は５００ｐｐｍ〜７０００ｐｐｍ、好ましくは１０
００〜５０００ｐｐｍ、更に好ましくは２０００〜５０
００ｐｐｍである。こ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。Here, the raw material carbon must have a specific sulfur content. That is, the sulfur content is 500 ppm to 7000 ppm, preferably 10
00-5000 ppm, more preferably 2000-50
It is 00 ppm. If it is out of this range, the above-mentioned aluminum nitride powder of the present invention cannot be obtained.
【００１７】また、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ことが好まし
い。即ち、比表面積は６０ｍ2 ／ｇ以上、好ましくは１
００〜３００ｍ2 ／ｇであり、また、吸油量は、８０ｃ
ｃ／１００ｇ以上、好ましくは１００〜２００ｃｃ／１
００ｇであることが好ましい。The carbon used as a raw material in the present invention preferably has a specific specific surface area and a specific oil absorption amount. That is, the specific surface area is 60 m 2 / g or more, preferably 1
0 to 300 m 2 / g, and the oil absorption is 80 c
c / 100 g or more, preferably 100 to 200 cc / 1
It is preferably 00 g.
【００１８】一方の原料であるアルミナは、Ａｌ2 Ｏ3
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、ミョウバン、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。Alumina, which is one of the raw materials, is Al 2 O 3
What is represented by is adopted without any limitation. It may be an alumina compound obtained by firing an aluminum compound that can be converted to alumina by the firing described later, for example, aluminum chloride, aluminum sulfate, aluminum nitrate, alum, aluminum hydroxide or the like. That is, a method of mixing an aluminum compound capable of forming alumina by firing and carbon, firing under the conditions described below to decompose the aluminum compound into alumina, and further firing to perform a nitriding reaction is also adopted in the present invention. You can
【００１９】アルミナの粒径は比表面積から算出した粒
径（Ｄ3 ）と沈降法で測定した平均粒径（Ｄ4 ）とが、
下記式 ０．１μｍ≦Ｄ3 ≦１．０μｍ Ｄ4 ／Ｄ3 ≦８．００ を共に満足するものが好適に用いられる。ここで、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（Ｄ3 ）を求めることができる。この方法で求めた
粒径（Ｄ3 ）は、アルミナ粉末の一次粒径を表す。Regarding the particle size of alumina, the particle size calculated from the specific surface area (D 3 ) and the average particle size (D 4 ) measured by the sedimentation method are
Those satisfying the following expressions 0.1 μm ≦ D 3 ≦ 1.0 μm D 4 / D 3 ≦ 8.00 are preferably used. Here, the specific surface area of the alumina powder is obtained by nitrogen gas adsorption by the BET method. From this specific surface area, the particle diameter (D 3 ) can be obtained by converting to a true sphere. The particle size (D 3 ) obtained by this method represents the primary particle size of the alumina powder.
【００２０】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（Ｄ4 ）は、一次粒子が凝集して形成された凝集粒
子の平均粒径を表す。上記の粒径（Ｄ3 ）はさらに、
０．１μｍ≦Ｄ3 ≦０．８μｍの範囲であることが好ま
しい。また、Ｄ4 ／Ｄ3 は６．００以下であることが好
ましく、さらに５．００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。On the other hand, the average particle size (D 4 ) measured by the sedimentation method, for example, using an automatic particle size distribution analyzer CAPA-500 manufactured by Horiba, Ltd. is the average particle size of aggregated particles formed by agglomeration of primary particles. Represents The particle size (D 3 ) above is
The range of 0.1 μm ≦ D 3 ≦ 0.8 μm is preferable. Further, D 4 / D 3 is preferably 6.00 or less, and more preferably 5.00 or less from the viewpoint of suppressing agglomeration of the produced aluminum nitride powder.
【００２１】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。従って、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。Most of the impurities contained in the above-mentioned raw materials carbon and alumina remain in the aluminum nitride powder to become impurities. Therefore, in order to obtain high-purity aluminum nitride powder, the ash content of carbon is 0.3
% By weight or less, preferably 0.2% by weight or less, and the purity of alumina is 99.0% by weight or more, preferably 99.5% by weight or more.
It is preferably at least wt%.
【００２２】アルミナとカーボンの混合比は１：１．５
〜１：４の範囲でなければならず、より単分散したＡｌ
Ｎ粉末を得る目的から、１：２〜１：３．５の範囲が好
適である。アルミナとカーボンの混合比が１：１．５〜
１：４の範囲をはずれた場合には、本発明の凝集の程度
の極めて小さい窒化アルミニウム粉末を得ることができ
ない。The mixing ratio of alumina and carbon is 1: 1.5.
~ 1: 4, more monodisperse Al
For the purpose of obtaining N powder, the range of 1: 2 to 1: 3.5 is preferable. Mixing ratio of alumina and carbon is 1: 1.5 ~
When the ratio is out of the range of 1: 4, it is not possible to obtain the aluminum nitride powder of the present invention having an extremely small degree of aggregation.
【００２３】アルミナとカーボンの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
ためには、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１３
００〜１７００℃、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。The mixing of alumina and carbon may be either dry or wet, but wet mixing is usually preferred to achieve sufficient mixing. Usually, it is preferable to use a ball mill as the mixing means, but it is preferable to use a high-purity alumina material, a plastic material, or the like for the container, balls, etc. used at this time to prevent impurities from entering as much as possible. Examples of the ball mill include known ones such as a rotary ball mill and a vibro ball mill. Also,
Mixing with 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 mixed in a kiln 13
The aluminum nitride powder of the present invention can be obtained by firing at a temperature of 00 to 1700 ° C, preferably 1450 to 1650 ° C for usually 3 to 10 hours. If the firing temperature is lower than the above lower limit temperature, the nitriding reaction does not proceed sufficiently and the desired aluminum nitride powder may not be obtained, which is not preferable. Further, although the nitriding reaction sufficiently proceeds at a high temperature where the firing temperature exceeds the above-mentioned upper limit temperature, the particle size of the aluminum nitride powder that is often formed becomes large or agglomeration becomes remarkable, and the fine powder of the present invention is obtained. It is not preferable because it may not be possible.
【００２４】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。During the firing, it is preferable to consider the material of the firing furnace and the firing boat so as not to cause impurities. Further, the firing atmosphere is preferably an atmosphere containing nitrogen, usually high-purity nitrogen gas or a gas obtained by adding ammonia gas or the like thereto, and usually these reaction gases are continuously added in an amount sufficient for the nitriding reaction to proceed sufficiently. Alternatively, it may be fired while being intermittently supplied.
【００２５】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。Since the mixture after firing contains unreacted carbon in addition to the aluminum nitride powder, generally the mixture is fired in air or oxygen at a temperature of 650 to 750 ° C. to oxidize and remove the remaining carbon. preferable.
If the oxidation temperature is too high, the surface of the aluminum nitride powder will be excessively oxidized, and it will be difficult to obtain the desired powder. Therefore, it is preferable to select an appropriate oxidation temperature and time.
【００２６】[0026]
【発明の効果】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極めて小さい。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った場合、線
収縮率を１４％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、工程能力指数を著しく高めることができる。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。The aluminum nitride powder of the present invention has a very small degree of aggregation of primary particles. Therefore, when the aluminum nitride powder of the present invention is used for sintering, the linear shrinkage can be 14% or less. in this way,
The aluminum nitride powder of the present invention has good dimensional stability and can significantly increase the process capability index. Particularly, in a simultaneous firing method in which a paste of a high melting point metal is printed on the surface and fired, it is suitably used because the difference in shrinkage ratio with the metal can be reduced.
【００２７】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, in addition to the above effects, an aluminum nitride sintered body having high thermal conductivity and translucency is obtained. Obtainable.
【００２８】[0028]
【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。EXAMPLES The following examples and comparative examples are given to more specifically describe the present invention, but the present invention is not limited to these examples.
【００２９】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.
【００３０】１）カーボンの灰分量：ＪＩＳ Ｋ−６２
２１−１９７０に従い、７５０℃の灰化後の重量から求
めた。1) Carbon ash content: JIS K-62
According to 21-1970, it was determined from the weight after ashing at 750 ° C.
【００３１】２）カーボンの吸油量：ＪＩＳ Ｋ−６２
２１−１９７０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: JIS K-62
According to 21-1970, it was determined from the amount of dibutyl phthalate added dropwise.
【００３２】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）粉末の平均一次粒径（Ｄ1、Ｄ3） 平均一次粒径（μｍ）＝６／（Ｓ×ρ） Ｓ：粉末比表面積（ｍ2 ／ｇ） ρ：粉末みかけ密度 ６：定数 ５）粉末の平均凝集粒径（Ｄ2、Ｄ4）：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：グラファ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「ＥＭＧＡ ２８００」を使用） ７）イオウ含有量：自動燃焼式イオウ分試験器（滴定
法）（吉田科学（株）製）を使用。3) Specific surface area: determined by BET method by N 2 adsorption. (Shimadzu (manufactured) "Flowsorb 2300"
4) Average primary particle size of powder (D 1 , D 3 ) Average primary particle size (μm) = 6 / (S × ρ) S: Specific surface area of powder (m 2 / g) ρ: Apparent density of powder 6 : constant 5) average agglomerated particle size of the powder (D 2, D 4): was determined by centrifugal sedimentation. (Using "CAPA500" manufactured by Horiba Ltd.) 6) Impurity amount in powder Cation impurity amount: The powder was alkali-melted, neutralized with acid, and quantified by ICP emission spectroscopic analysis of the solution. (Shimadzu Corp. "ICPS-1000" using) impurity carbon content: powder is burnt in an oxygen stream and generated CO, was quantified from CO 2 gas amount. (Using "EMIA-110" manufactured by Horiba Ltd.) Impurity oxygen amount: It was determined from the amount of CO gas generated by the high temperature thermal decomposition method of the powder in the graphite crucible. (Uses "EMGA 2800" manufactured by Horiba Ltd.) 7) Sulfur content: Automatic combustion type sulfur content tester (titration method) (manufactured by Yoshida Kagaku Co., Ltd.) is used.
【００３３】８）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） ９）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。8) Apparent density: Obtained by the helium substitution type pressure comparison method. (Using "Auto Pycnometer 1320" manufactured by Shimadzu Corporation) 9) Sheet molded product density (d (g)): AlN powder and a dispersant are dispersed in an organic solvent to form a slurry, which is a doctor blade method. The green density was obtained from the size and weight of the molded body obtained by molding in accordance with the above, and the molding density of only the AlN powder was calculated from this value.
【００３４】 ｄ（ｇ）＝（成形体生密度）×（スラリー中のＡｌＮ重
量）／｛（スラリー重量）−（有機溶媒重量）｝ １０）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） １１）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。（理学電機
（株）製「熱定数測定装置ＰＳ−７」を使用） １２）焼結時の収縮率：焼結前後の寸法測定により求め
た。D (g) = (green density of compact) × (weight of AlN in slurry) / {(weight of slurry) − (weight of organic solvent)} 10) Density of sintered AlN (d (s)): Archimedes Obtained by law. ("Toyo Seiki Co., Ltd.""high-precision specific gravity meter D-
H ”is used) 11) 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 ") 12) Shrinkage rate during sintering: Determined by dimensional measurement before and after sintering.
【００３５】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９９．９％，沈降法により測定した平均粒径
（Ｄ4 ）０．９５μｍ，比表面積８．０ｍ2 ／ｇ，比表
面積から計算した粒径（Ｄ3 ）０．１９μｍ，Ｄ4 ／Ｄ
3 ＝５．００のＡｌ2Ｏ3 ５００ｇと、灰分量０．０８
重量％，イオウ含有率２９８０ｐｐｍ，比表面積１１５
ｍ2 ／ｇ，吸油量１２０ｃｃ／１００ｇのカーボン１２
００ｇ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。Shrinkage = (1-size of sintered body / size of compact before sintering) × 100 Example 1 Purity 99.9%, average particle diameter (D 4 ) measured by sedimentation method 0.95 μm, ratio Surface area 8.0 m 2 / g, particle size (D 3 ) calculated from specific surface area 0.19 μm, D 4 / D
3 = 5.00 Al 2 O 3 500g and ash content 0.08
% By weight, sulfur content 2980 ppm, specific surface area 115
Carbon 12 with m 2 / g and oil absorption of 120 cc / 100 g
00 g was mixed using a nylon pot and a ball. The mixed powder was placed in a high-purity graphite crucible and heated under a N 2 gas flow at 1550 ° C. for 6 hours, and then unreacted carbon was removed by oxidation.
【００３６】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２のＮ
ｏ．１に示したとおりである。The X-ray diffraction pattern of the obtained powder is AlN
Only the peak of is shown. The characteristics of the obtained powder are N in Table 2.
o. It is as shown in 1.
【００３７】次に、得られたＡｌＮ粉末４００ｇとＹ2
Ｏ3１５ｇ，ソルビタントリオレエート４ｇ，トルエン
１３２ｇ，エタノール１０８ｇとを内容積４．８リット
ル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２５０
００ｃｐｓ（ａｔ２５℃）になるまで真空脱泡を行っ
た。Next, 400 g of the obtained AlN powder and Y 2
O 3 ( 15 g), sorbitan trioleate (4 g), toluene (132 g) and ethanol (108 g) were placed in a nylon pot having an internal volume of 4.8 liters and mixed with a nylon-coated ball for 24 hours. To the mixed slurry, 28 g of polyvinyl butyral, 28 g of benzyl butyl phthalate, 44 g of toluene and 36 g of ethanol were added and further ball-mill mixed for 24 hours. The resulting slurry has a viscosity of 250
Vacuum degassing was performed until it reached 00 cps (at 25 ° C.).
【００３８】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２．１１
（ｇ／ｃｍ3 ）であった。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 mold having a 34 mm opening to give a sample for a sintering test. Sheet molded product density (d (g)) is 2.11.
(G / cm 3 ).
【００３９】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、ＢＮ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、１８００℃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。The stamped molded body was degreased in air at 600 ° C. for 3 hours in a muffle furnace. Then, this molded body was put in a crucible made of BN and a sintering test was conducted. Sintering was performed in a N 2 stream at a temperature rising rate from room temperature to 1800 ° C. of 5
C./min., And after holding at 1800.degree. 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.
【００４０】得られた焼結体の密度は３．３２ｇ／ｃｍ
3 であり、焼結時の収縮率は１３．６％であった。また
熱伝導率は１８２Ｗ／ｍ・Ｋであった。The density of the obtained sintered body was 3.32 g / cm.
3 , and the shrinkage rate during sintering was 13.6%. The thermal conductivity was 182 W / m · K.
【００４１】実施例２ 表１に示したアルミナ粉末およびカーボンとを種々の重
量比で混合し、実施例１と同様にして焼成した。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
した。Example 2 The alumina powder and carbon shown in Table 1 were mixed at various weight ratios and fired in the same manner as in Example 1. The X-ray diffraction patterns of the obtained powders were all AlN single phase. 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 2.
【００４２】表１のＮｏ．７〜９は比較例である。No. 1 in Table 1 7 to 9 are comparative examples.
【００４３】[0043]
【表１】 [Table 1]
【００４４】[0044]
【表２】 [Table 2]
Claims (1)
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 ＜２．００ 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。1. An average particle diameter (D 1 ) calculated from a specific surface area.
And an average particle diameter (D 2 ) measured by the sedimentation method both satisfy the following formula: 0.2 μm ≦ D 1 ≦ 1.5 μm D 2 / D 1 <2.00.
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