JPH0481521B2

JPH0481521B2 -

Info

Publication number: JPH0481521B2
Application number: JP60194871A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Numata; Kazuya Takada
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 1985-09-05
Filing date: 1985-09-05
Publication date: 1992-12-24
Also published as: JPS6256307A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は窒化ほう素と他のセラミツクス粉末と
の混合粉末の製造方法に関する。更に詳しくは、
窒化ほう素以外の非酸化物セラミツクス粉末とほ
う素又はほう素化合物とを、窒化ほう素と非酸化
物セラミツクス粉末との混合粉末中に該非酸化物
セラミツクス粉末が95〜10重量％含有されるよう
に混合し、該混合物を窒素又は窒素化合物と接触
させほう素又はほう素化合物を窒化し窒化ほう素
に変換することを特徴とする窒化ほう素と他の非
酸化物セラミツクスとの混合粉末の製造方法に関
する。（従来の技術）窒化ほう素は、耐熱性、電気絶縁性、潤滑性、
耐化学薬品性、熱伝導性等のすぐれた諸特性を有
するため、それぞれの特性を利用した各分野に於
て粉末状で、又はルツボ等の成形体の形で利用さ
れている。このような窒化ほう素を様々なセラミクスに混
合することにより、該セラミクスの特性を向上さ
せようとする試みが行なわれている。例えば窒化
けい素に窒化ほう素を混合することにより、窒化
けい素焼結体の摩擦、摩耗特性を改良しようとす
る試みなどがある。このように窒化ほう素と種々
のセラミクス粉末との混合粉末は複合焼結体の原
料など色々な面で利用されはじめている。上記の
ような窒化ほう素と種々のセラミクス粉末との混
合粉末は、従来窒化ほう素粉末と種々のセラミク
ス粉末をそれぞれ個別に合成し、得られた窒化ほ
う素粉末と種々のセラミクス粉末を公知の手段に
より混合する製造方法が一般的にとられている。（発明が解決しようとする問題点）しかし、市販の窒化ほう素粉末は一般に六方晶
の晶癖が発達した結晶粒子であり、その結晶形を
反映して板状粒子となつているため形状異方性が
非常に大きい。また、上記の窒化ほう素粉末は一
般的に一次粒子が凝集して大きい凝集粒を作りや
すい性質をもつている。このため、窒化ほう素粉末と種々のセラミクス
粉末を混合することにより、両者が均一に分散し
た混合粉末を得ることは困難であつた。窒化ほう素粉末と種々のセラミクス粉末の両者
が均一に分散していない場合、それぞれのケース
によつて該混合粉末の焼結性が悪いあるいは又、
該混合粉末を焼結して得られる複合焼結体の物性
がそれれ程向上しないなどの様々な不都合が生ず
る。（問題点を解決するための手段）本発明者等は上記事情に鑑み、窒化ほう素粉末
と種々のセラミクス粉末が均一に分散した混合粉
末を得るべく鋭意研究を進めた結果、種々のセラ
ミクス粉末の存在下で合成した窒化ほう素は、
種々のセラミクス粉末の窒化ほう素粉末が均一に
分散している状態が或はセラミクス粉末の表面を
窒化ほう素が被覆した状態であることを見出し、
本発明を完成することに至つた。すなわち、本発明は窒化ほう素以外の非酸化物
セラミツクス粉末とほう素又はほう素化合物と
を、窒化ほう素と非酸化物セラミツクス粉末との
混合粉末中に該非酸化物セラミツクス粉末が95〜
10重量％含有されるように混合し、該混合物を窒
素又は窒素化合物と接触させほう素又はほう素化
合物を窒化し窒化ほう素に変換することを特徴と
する窒化ほう素と他の非酸化物セラミツクスとの
混合粉末の製造方法である。以下、本発明について更に詳しく説明する。本
発明で使用する原料の一種はほう素又はほう素化
合物であり、このうち、ほう素はほう素単体であ
り、結晶性及び非晶性のいずれれれをも使用でき
る。また、上記ほう素化合物も公知の物質が特に
限定されず使用できる。一般にはほう素、酸化ほ
う素、ほう酸塩、ハロゲン化ほう素、金属ほう化
物等が本発明に於いて好適に使用できる。このう
ち、ほう酸塩としては、ほう酸アンモニウム、ほ
う砂、ほう酸カリウム、ほう酸リチウム、ほう酸
カルシウム、ほう酸マグネシウム等のほう酸のア
ンモニウム塩、アルカリ金属塩、アルカリ土類金
属塩やほう酸亜鉛等が好適に使用できる。またハ
ロゲン化ほう素としては、三塩化ほう素、三フツ
化ほう素、三臭化ほう素等が好適に使用でき金属
ほう化物としてはほう化カルシウム等が好適に使
用できる。本発明で使用する一方の原料である窒素及び含
窒素化合物としては窒化ホウ素の製造に使用され
る公知の物質が特に限定されず使用できる。この
うち、含窒素化合物は、一般にアンモニア、尿
素、塩化アンモニウム、ジシアンジアミド、メラ
ミン等が好適に使用できる。本発明で使用するセラミクス粉末も窒化ほう素
以外の非酸化物セラミツクス粉末であれば良く特
に限定されず公知のいかなるものでも使用でき
る。本発明で好適に使用される非酸化物セラミクス
粉末は、下記一般式 MmXn （但し、Ｘはほう素、窒素、けい素及び炭素か
らなる群から選ばれた１種であり、Ｍはアルミニ
ウム、ほう素、けい素、ベリリウム、希土類元素
及び耐火性遷移金属からなる群から選ばれれた１
種でＸ以外のものであり、ｍはＸの原子価を示
し、ｎはＭの原子価を示す。）で示されるものである。なお本明細書において用いられる「耐火性遷移
金属」という用語は、周期律表の第４族、第５族
および第６族の遷移金属、即ちチタン、ジルコニ
ウム、ハフニウム、トリウム、バナジウム、ニオ
ブ、タンタル、プロトアクチニウム、クロム、モ
リブデン、タングステンおよびウラニウムを意味
する。本発明に於いて好適なセラミクス粉末とし
ては、例えば窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭
化ケイ素、ほう化チタン、ほう化アルミニウム、
ほう化ジルコニウム、窒化チタン、炭化ほう素、
などが好適に使用できる。これらセラミクス粉末
は粒径が細かく高純度であることが望ましい。一
般的には該セラミクス粉末の平均粒子径が5μm以
下で、不純物（陰イオン及び陽イオン不純物を含
む）が５重量％以下であることが好ましい。この
ようなセラミクス粉末を用いた場合は本発明によ
つて得られる該セラミクス粉末を含有する窒化ほ
う素混合粉末の焼結性が良い。あるいは又該窒化
ほう素混合粉末より得られる複合焼結体の特性が
すぐれているなど、本発明による効果を明確に発
現することができる。特に、該セラミクス粉末と
して窒化アルミニウム粉末を用いたときは、窒化
ほう素混合粉末を原料として得られる複合焼結体
の熱伝導率が優れているために好ましい。好適に用いられる窒化アルミニウム粉末として
は次のようなものが挙げられる。平均粒子径（遠心式粒度分布測定装置、例えば
堀場制作所製のCAPA500など測定した凝集粒子
の平均粒径を言う）が5μm以下であり、好適には
3μm以下、最も好適には2μm以下の粉末が好まし
い。特に3μm以下の粒子を70容量％以上含む粉末
が好適である。また、高熱伝導性の複合焼結体を
得る場合はAlNの含有量（AlN粉末の窒素の含
有量から計算される）は90重量％以上の窒化アル
ミニウム粉末が好程に採用され、更には94重量％
以上、また、さらに好適には97重量％以上の粉末
が採用される。本発明に於いて好適に使用される窒化アルミニ
ウム粉末としては、平均粒子径が2μm以下の粉末
で、3μm以下の粒子を70容量％以上含み、酸素含
有量が3.0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
0.5重量％以下である窒化アルミニウム粉末であ
る。このような窒化アルミニウム粉末を用いた場
合は、得られる複合焼結体の熱伝導率の向上と共
に高温での機械的強度の低下を抑制することがで
きるために本発明で好適に使用される。就中、平
均粒子径が2μm以下の粉末で、3μm以下の粒子を
70容量％以上含み、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を用いた場合には、得られる
複合焼結体の熱伝導率の向上と高温での機械的強
度の低下の抑制効果とが著しいため、本発明では
特に好適に使用される。以上に述べたほう素又はほう素化合物と窒素又
は含窒素化合物とを反応させる方法としては、公
知の方法が何ら制限なく採用することができる。
このような公知の反応方法としては、例えば、次
のような方法を挙げることができる。１単体ほう素と窒素又はアンモニアを直接反応
させる方法。この場合反応をすみやかに進行させるために
1500℃以上に加熱するとよい。２ほう酸、酸化ほう素又はほう酸塩等の原料を
窒素又はアンモニア気流中で加熱する方法。この場合、ほう酸などは加熱により溶解して
粘稠な液体となり、アンモニアガスとの反応が
阻害されるので、通常工業的にはリン酸カルシ
ウム等のフイラーをほう酸等に加え、ほう酸等
が溶融してフイラーの表面を薄く覆うような状
態でアンモニアガスと反応させる。反応終了後はフイラーを塩酸等で溶解除去し
窒化ほう素を分離する。３ほう酸塩又はほう酸等と尿素などの含窒素化
合物の混合物を窒素又はアンモニア気流中で加
熱する方法。４ほう酸や酸化ほう素等に炭素、マグネシウム
等の還元剤を添加し、アンモニア又は窒素中で
反応させる方法。５三塩化ほう素等のハロゲン化ほう素とアンモ
ニアよりイミド等の化合物を合成し、これを加
熱分解することにより、窒化ほう素を得る方
法。これらの方法のうち、１）〜４）の方法と５）
の方法の二つに分けて以下に更に詳しく説明す
る。１）〜４）の方法について説明すると、まずほ
う素又はほう素化合物と非酸化物セラミクス粉末
が混合される。この混合比は、本発明により製造
される非酸化物セラミクス粉末を含有する窒化ほ
う素混合粉末に要求される性状に応じて広い範囲
から選択できる。本発明の方法で得られる窒化ほ
う素混合粉末の均一性による効果が明確に現われ
るには、一般に、ほう素又はほう素化合物を窒化
ほう素に換算して５〜95重量％、非酸化物セラミ
クス粉末が95〜５重量％の範囲であることが好ま
しい。さらには、ほう素又はほう素化合物を窒化
ほう素に換算して10〜90重量％で、非酸化物セラ
ミクス粉末が90〜10重量％であることがより好ま
しい。但し、２）又は４）の方法を用いる場合、
原料混合物中の窒素又は含窒素化合物の通気性を
良好にし、ほう素又はほう素化合物の窒化反応を
進行させるために、非酸化物セラミクス粉末の量
は40重量％以上であることが好ましい。本発明に於いて、さらに１）〜４）の各方法に
従つて、所定の含窒素化合物又は還元剤等の成分
がさらに混合される。また、２）の方法で、ほう素又はほう素化合物
が加熱により溶解して液体となり、窒素又は含窒
素化合物との反応が阻害されるので、通常リン酸
カルシウム等のフイラーを加えて反応を行なわせ
ているが、本発明の場合、添加する非酸化物セラ
ミクス粉末がフイラーの役目を果たすので、リン
酸カルシウム等のフイラーは必ずしも加える必要
はない。ほう素又はほう素化合物と非酸化物セラミクス
粉末、さらに必要に応じて加えられる含窒素化合
物又は還元剤の混合方法は特に限定されず、乾式
混合、液体分散媒体中で混合する湿式混合等の公
知の方法を採用すればよい。特に好適な実施態様
は湿式混合である。該液体分散媒体は特に限定さ
れず、一般に水、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使用される。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、ブタノールなどの炭素数４以下の低級ア
ルコール類である。また、混合の条件及び装置は特に限定されず不
可避的に混入する不純物成分を抑制できるもので
あれば好適である。このようにして得られた混合物はそのまま或い
は必要により乾燥を行なう。次の窒化反応に供す
る際の混合物の形状は粉状でもよいし、また、ペ
レツト状又はブロツク状に成型されていてもよ
い。このようにして得た混合物を次に窒素又は含
窒素化合物の雰囲気下で焼成する。該焼成温度は
各セラミクス粉末の種類によつて異なるが、一般
には700℃〜1500℃の範囲が好適である。焼成時間は通常２〜12時間の範囲から選択すれ
ば十分である。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アン
モニアを含む雰囲気、通常は純アンモニアガスか
あるいはそれに窒素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
進行するだけの量を連続的に又は間欠的に供給し
つつ焼成すると良い。次に５）の方法について説明する。液体アンモニアに非酸化物セラミクス粉末を加
える。非酸化物セラミクス粉末の添加量は、得ら
れる窒化ほう素混合粉末中に占める割合が５〜95
重量％好ましくは、10〜90重量％となるように選
択することが好適である。撹拌等の方法により非
酸化物セラミクス粉末を均一に分散させながら三
塩化ほう素等のハロゲン化ほう素を滴下する。生
成したほう素のイミドと非酸化物セラミクス粉末
のスラリーを撹拌しながらロ過し、乾燥させる。
なお上記反応操作は乾燥した雰囲気、例えば窒素
ガス雰囲気下において行なうのが望ましい。なぜ
ならば三塩化ほう素等のハロゲン化ほう素及び反
応生成物であるほう素のイミドは水と簡単に反応
して分解してしまうからである。上記のようにして得られたほう素のイミドと非
酸化物セラミクス粉末の混合物を窒素又はアンモ
ニアガス雰囲気下800〜1200℃の温度で加熱し、
ほう素のイミドを熱分解することにより窒化ほう
素と非酸化物セラミクス粉末の混合物を得る。なお必要ならば、上記のようにして得られた窒
化ほう素混合粉末を窒素ガスなどの非酸化性雰囲
気下1200〜1700℃の温度で更に加熱することによ
り窒化ほう素の結晶化度を高くすることができ
る。以上のようにして、種々の非酸化物セラミクス
粉末と窒化ほう素粉末とが均一に分散した窒化ほ
う素混合粉末を得ることができる。本発明により得られる種々の非酸化物セラミク
ス粉末を含有する窒化ほう素混合粉末は、そのま
ま粉末の形態で他の物質に添加するなどして利用
できるし、また複合焼結体の原料としても利用で
きる。複合焼結体の原料とする場合は、本発明に
より得られる種々のセラミクス粉末を含有する窒
化ほう素混合粉末をそのまま又はこれに焼結助剤
を配合し焼結することにより複合焼結体を得るこ
とができる。以下、本発明の窒化ほう素混合粉末を複合焼結
体の原料として利用する場合について、更に詳し
く説明する。先ず、焼結助剤は、特に限定されず
公知のものを使用できるが、一般に窒化ほう素お
よび使用したセラミクス粉末の焼結に好適な物質
の中から選べば良い。例えば、前記セラミクス粉
末が窒化アルミニウム粉末の場合には、周期律表
第ａ族又は第ａ族金属の化合物が焼結助剤と
して適当である。より具体的に挙げればベリリウ
ム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、イ
ツトリウム、ランタン、セリウム、ネオジム等の
硝酸塩、炭酸塩、ハロゲン化物、アルミン酸塩、
酸化物等が好適に使用される。また、セラミクス粉末が窒化ケイ素の場合に
は、マグネシア、アルミナ、イツトリア等の周期
律表第ａ族又は第ａ族の金属の酸化物が、さ
らに、セラミクス粉末が炭化ケイ素の場合には、
カーボン及び金属ほう素が焼結助剤として好適に
用いられる。また、前記の焼結助剤の使用量は、複合焼結体
の組成や該複合焼結体に要求される性状等によつ
て異なるもので、予めそれぞれの場合に応じて好
適な使用量を決定すれば良い。一般には、焼結助
剤はセラミクス粉末に対して0.01〜10重量％、好
ましくは0.05〜５重量％の範囲で使用することが
好適である。また、窒化ほう素の焼結に好適に用
いられる酸化ほう素、酸化カルシウム等の焼結助
剤も、窒化ほう素に対して上記と同様の範囲で用
いることが好ましい。前記の窒化ほう素混合粉末と焼結助剤の混合方
法は特に限定されず、公知の方法を採用すれば良
い。例えば湿式混合方法が好適に使用できるし、
液体分散媒体を使用しない乾式混合方法を採用す
ることもできる。また、混合装置についても特に
限定されず、公知のものをそのまま使用すればよ
い。前記の焼結助剤の窒化ほう素混合粉末への分散
方法としては、前記の方法のほかに窒化ほう素混
合粉末を合成する前にその原料に焼結助剤を混合
しておき、その後窒化ほう素混合粉末を合成する
ことによつて窒化ほう素混合粉末に分散させると
いう手段も採用し得る。焼結は真空又は非酸化性雰囲気下に加圧あるい
は常圧のいずれでも行なうことができる。加圧す
る場合の圧力は20〜500Kg／cm²の圧力を選べば好
適である。上記、非酸化性雰囲気としては、例えば窒素ガ
ス、アルゴンガス、水素ガスあるいはこれらの混
合ガス雰囲気などが使われる。焼結温度は、複合焼結体の組成などにより異な
るので、予めそれぞれの場合に応じて最適な焼結
温度を決定すれば良いが、一般には1500〜2300℃
の温度が採用される。（効果）本発明の製造方法によると、従来行なわれてい
る窒化ほう素粉末と非酸化物セラミクス粉末を混
合する方法では達成できない均一に窒化ほう素と
非酸化物セラミクス粉末が分散した混合粉末或は
セラミクス粉末の表面を窒化ほう素が被覆した粉
末が得られる。本発明によつて得られる窒化ほう素混合粉末
は、窒化ほう素粉末と非酸化物セラミクス粉末が
均一に分散混合しているため、例えば窒化ほう素
−窒化アルミニウム系などではシリコーンゴム等
のポリマーとの複合体用粉末として効果的な作用
を有する。また、該窒化ほう素混合粉末は良好な焼結性を
有し、すぐれた特性を有する複合焼結体を提供す
る。特に本発明によつて得られる窒化ほう素混合
粉末は窒化ほう素粉末と非酸化物セラミクス粉末
が均一に分散した混合粉末であるため該粉末を焼
結することによつて従来得られなかつた非常に均
一な組織を有する窒化ほう素系の複合焼結体を得
ることができる。このため該複合焼結体は、従来
公知の方法、即ち、窒化ほう素粉末と非酸化物セ
ラミクス粉末の単なる混合物を焼結することによ
つて得られる複合焼結体にくらべて様々な面に於
いてすぐれた性質を有し、例えば、一般に高い曲
げ強度を有する。また該複合焼結体は窒化ほう素
が５〜40重量％、非酸化物セラミクス粉末が95〜
60重量％の範囲、より好ましくは窒化ほう素が10
〜30重量％、非酸化物セラミクス粉末が90〜70重
量％の範囲という組成に於いて普通工具により切
削加工ができるいわゆるマシーナブルセラミクス
としての性状をも発揮する。本発明のような簡単な手段で窒化ほう素粉末と
種々の非酸化物セラミクス粉末が均一に分散した
混合粉末を容易に得ることができ、しかも該粉末
を使用することにより窒化ほう素セラミクスの特
性を大幅に向上させることができるので、本発明
の工業的価値は極めて大きい。以下、実施例によつて本発明を具体的に例示す
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。実施例１平均粒径が1.31μmで3μm以下の粒子の含有割
合が90容量％を占め表１に示す組成の窒化アルミ
ニウム160重量部とほう酸（和光純薬製特級試薬）
100重量部とを、ナイロン製ポツトとナイロンコ
ーテイングしたボールを用い、エタノールを液体
分散媒体として湿式混合で均一にボールミル混合
した。このようにして得られた混合物を乾燥後ナイロ
ン製ポツトにナイロンコーテイングしたボールを
用い乾式粉砕を行なつた。粉砕後、この混合物をアルミナ製ボートに入
れ、電気炉内に純アンモニアガスを200ml／min
で連続的に供給しながら、1000℃の温度で６時間
加熱した。得られた粉末は白色であつた。この粉
末の窒素含有率は37.5％で、ほう酸の窒化ほう素
への転化率即ち、窒化ほう素の収率は95％であつ
た。また、ホウ酸の未反応物は酸化ほう素になつ
ているものと考えられる。従つて、該粉末の組成
は窒化アルミニウム80％、窒化ほう素19％、酸化
ほう素１％であると考えられる。ま

【表】た、該粉末のＸ線回折による分析の結果、窒化ア
ルミニウムの回折ピークのみで、六方晶窒化ほう
素の明確な回折ピークは認められなかつた。従つ
て、該粉末は窒化アルミニウムと非晶質窒化ほう
素の混合物であると考えられる。走査電子顕微鏡
による観察ではこの粉末の一次粒子の大多数は平
均0.7μm程度でこれら窒化アルミニウムと思われ
る粒子が、非晶質窒化ほう素と思われる不定形物
質でおおわれていた。上記粉末12ｇを直径40mmの窒化ほう素でコーテ
イングした黒鉛ダイスに入れ、高周波誘導加熱炉
を用い、１気圧の窒素ガス中、200Kg／cm²の圧力
下で2000℃の温度で３時間加圧焼結した。得られ
た焼結体は白色であつた。この焼結体はＸ線回折
により、窒化アルミニウムと六方晶窒化ほう素の
２相から成つていることが判つた。アルキメデス
法で測定した密度は2.98ｇ／cm³であつた。上記焼結体から、約３mm角、長さ約40mmの試験
片を切り出し、1500番のサンドペーパーで磨いた
後、曲げ強度を測定した。測定条件はクロスヘツ
ドスピード0.5mm／min、スパン20mmの３点曲げ
とした。測定値より計算された曲げ強度は52Kg／
mm²であつた。また上記焼結体の加工性を調べたところ、超硬
ドリルによる窄孔、超硬バイトによる切削のいず
れも容易に行なえ、快削性であることがわかつ
た。更に上記と同条件で製造した窒化アルミニウム
と窒化ほう素の混合粉末を同条件で加圧焼結した
直径10mm、厚さ2.5mmの焼結体の室温における熱
伝導率を理学電気製レーザー・フラツシユ法熱定
数測定装置PS−７を用いて測定した。その結果、
熱伝導率は75W／ｍ・Ｋであることがわかつた。さらに、得られた窒化アルミニウムを含有する
窒化ほう素混合粉末を２％のシランカツプリング
剤（日本ユニカー社製Ａ−172）水溶液と接触さ
せた後、濾過して室温で減圧乾燥した。加熱加硫型のシリコーンゴム100ｇをトリクロ
ロエタン700ｇに溶解させた後、上記シランカツ
プリング剤処理した窒化ほう素混合粉末600ｇを
加え、均一に撹拌しながら真空脱泡した。得られ
たスラリーをポリエチレンシート上に塗布し、乾
燥後温度165℃で40分間プレス加硫した。得られ
た厚さ0.6mmのシートの熱伝導率は0.009cal／cm・
sec・Ｋであつた。比較例１実施例１で用いた窒化アルミニウム粉末と、純
度が99.5％で且つ5μm以下の粒子の割合が95容量
％である窒化ほう素とを単に混合した。これを実
施例１と同様に焼結して複合焼結体を得た。該複
合焼結体の密度は、2.75ｇ／cm³、曲げ強度は34
Kg／mm²、熱伝導率は73W／ｍ・Ｋであつた。実施例２〜３実施例１に於いて、窒化アルミニウム粉末とほ
う酸の混合割合を変え、それ以外は実施例１と全
く同一にして実験を行なつた。結果を表２にまとめて示す。

【表】実施例４実施例１で使用したのと同じ性状の窒化アルミ
ニウム粉末195重量部と硼砂100重量部、尿素80重
量部の混合物を、アルミナ製ボートに入れれ電気
炉内に純アンモニアガスを150ml／minで連続的
に供給しながら、800℃の温度で４時間加熱した。
反応終了後放冷して生成物を素早く水洗し、後エ
タノールにて洗滌し乾燥した。得られた粉末は白
色であつた。該粉末をＸ線回折により分析した結
果、該粉末は窒化アルミニウムと窒化ほう素の混
合粉末で、化学分析の結果、窒化アルミニウム
80.3％、窒化ほう素19.7％であつた。走査電子顕
微鏡による観察では、窒化アルミニウムと窒化ほ
う素が相互に均一に分散した混合粉末で窒化ほう
素の凝集は見られなかつた。このようにして得られた混合粉末100重量部と
酸化イツトリウム１重量部とをエタノールを分散
媒体として均一にボールミル混合した。得られたスラリーを乾燥後、実施例１と同様に
して加圧下の焼結を行なつた。得られた焼結体は
白色で、密度は2.98ｇ／cm³であつた。実施例１と同様にして上記焼結体の物性を測定
した結果、曲げ強度は50Kg／m²であつた。また室
温における熱伝導率は112W／ｍ・Ｋであつた。一方実施例１と同様に上記焼結体の加工性を調
べた結果、実施例１で得たものと同様に快削性で
あることがわかつた。実施例５平均粒径が0.6μmでα相含有率が90重量％の窒
化けい素（東洋曹達工業製TS−７）160重量部と
ホウ酸（和光純薬製、特級試薬）100重量部とを
実施例１と同様に混合及び焼成を行なつた。得ら
れた粉末は淡灰色であつた。窒化ほう素の収率は
96％であつた、またほう酸の未反応物は酸化ほう
素になつているものと考えられる。従つて、該粉
末の組成は窒化けい素80％、窒化ほう素19.2％、
酸化ほう素0.8％であると考えられる。また該粉
末のＸ線回折による分析の結果、α型窒化けい素
の回折ピークのみで六方晶窒化ほう素の明確な回
折ピークは認められなかつた。従つて該粉末は、
α型窒化けい素と非晶質窒化ほう素の混合物であ
ると考えられる。走査電子顕微鏡による観察で
は、窒化けい素の粒子が非晶質窒化ほう素と思わ
れる不定形物質で均一におおわれていた。上記の混合粉末100重量部と酸化マグネシウム
５重量部とをエタノールを分散媒体として均一に
ボールミル混合した。得られたスラリーを乾燥後、１気圧の窒素ガス
中200Kg／cm²の圧力下で1750℃の温度で３時間加
圧焼結した。得られた焼結体は淡灰色であつた。
この焼結体はＸ線回折により、β型窒化けい素
と、六方晶窒化ほう素の２相から成つていること
が判つた。アルキメデス法で測定した密度は、
2.93ｇ／cm³であつた。実施例１と同様にして上記焼結体の曲げ強度を
測定した結果、75Kg／mm²であつた。一方実施例１と同様に上記焼結体の加工性を調
べた結果、実施例１で得たものと同様に快削性で
あることがわかつた。実施例６平均粒径が0.3μmでSiC含量が98重量％である
炭化ケイ素（イビデン製、商品名ベータランダ
ム）160重量部とホウ素（和光純薬製、特級試薬）
100重量部とを実施例１と同様に混合及び焼成を
行なつた。得られた粉末は灰色であつた。窒化ほう素の収
率は95％であつた。またほう酸の未反応物は酸化
ほう素になつているものと考えられる。従つて該
粉末の組成は炭化けい素80％、窒化ほう素19％、
酸化ほう素１％であると考えられる。また該粉末
のＸ線回折による分析の結果、β型炭化けい素と
非晶質窒化ほう素の混合物であると考えられる。
走査電子顕微鏡による観察では、炭化けい素の粒
子が非晶質窒化ほう素と思われる不定形物質で均
一におおわれていた。このようにして得られた粉末100重量部と金属
ほう素１重量部、カーボンブラツク１重量部とを
ヘキサンを分散媒体として均一にボールミル混合
した。得られたスラリーを乾燥後、40mmφの黒鉛製モ
ールドに充填して高周波誘導加熱方式により、１
気圧のアルゴンガス中、200Kg／cm²の圧力下で、
2000℃の温度で１時間加圧焼結した。得られた焼
結体は、黒色で密度は2.92ｇ／cm³であつた。この
焼結体のＸ線回折分析の結果窒化ほう素は六方晶
窒化ほう素に転移していた。実施例１と同様にして上記焼結体の物性を測定
した結果、曲げ強度は51Kg／mm²であつた。また室
温における熱伝導率は70W／ｍ・Ｋであることが
わかつた。一方実施例１と同様に上記焼結体の加工性を調
べた結果、実施例１で得たものと同様に怪削性で
あることがわかつた。実施例７実施例１で使用したのと同じ性状の窒化アルミ
ニウム粉末100重量部と純度99％のほう素粉末
（和光純薬製）11重量部の混合物を窒化ほう素製
るつぼに入れ電気炉内に窒化ガスを500ml／min
で連続的に供給しながら1500℃の温度で６時間加
熱した。得られた粉末は白色であつた。窒化ほう
素の収率は99％で、該粉末の組成は窒化アルミニ
ウム80重量％、窒化ほう素19.8重量％、未反応ほ
う素（一部酸化ほう素になつているものと考えら
れる。）0.2重量％であつた。走査電子顕微鏡によ
る観察では、窒化アルミニウムと窒化ほう素が相
互に均一に分散した混合粉末で窒化ほう素の凝集
は見られなかつた。本実施例で得られた粉末100重量部と酸化イツ
トリウム１重量部とをエタノールを分散媒体とし
て均一にボールミル混合した。得られたスラリーを乾燥後、実施例１と同様に
して加圧下の焼結を行なつた。得られた焼結体は
白色で密度は2.97ｇ／cm³であつた。実施例１と同様にして上記焼結体の物性を測定
した結果、曲げ強度は49Kg／mm²であつた。また室
温における熱伝導率は110W／ｍ・Ｋであつた。一方実施例１と同様に上記焼結体の加工性を調
べた結果、実施例１で得たものと同様に快削性で
あることがわかつた。実施例８液体アンモニア150mlに実施例１で使用したの
と同じ性状の窒化アルミニウム粉末20ｇを加え撹
拌する。上記懸濁液を撹拌しながら三塩化ほう素
25ｇを含むｎ−ヘキサン溶液を加える。反格終了
後、得られた反応生成物をロ過、洗浄、乾燥後、
電気炉内で窒素ガスを流しながら1500℃で４時間
加熱した。なお、上記反応操作及び反応生成物の
取扱いは全て窒素雰囲気下で行なつた。得られた粉末は白色でＸ線回折による分析の結
果、窒化アルミニウムと窒化ほう素による回折ピ
ークのみであつた。化学分析の結果、該粉末の組
成は窒化アルミニウム80重量％，窒化ほう素19.9
重量％であつた。該粉末の走査電子顕微鏡による
観察では窒化アルミニウム粒子と窒化ほう素粒子
が相互に均一に分散した混合粉末であつた。このようにして得られた混合粉末100重量部と
酸化イツトリウム１重量部とをエタノールを分散
媒体体として均一にボールミル混合した。得られたスラリーを乾燥後、実施例１と同様に
して加圧下の焼結を行なつた。得られた焼結体は
白色で、密度は2.99ｇ／cm²であつた。実施例１と同様にして上記焼結体の物性を測定
した結果、曲げげ強度は54Kg／mm²であつた。また
室温における熱伝導率は120W／ｍ・Ｋであつた。一方、実施例１と同様に上記焼結体の加工性を
調べた結果、実施例１で得たものと同様に快削性
であることがわかつた。

Claims

【特許請求の範囲】

１窒化ほう素以外の非酸化物セラミツクス粉末
とほう素又はほう素化合物とを、窒化ほう素と非
酸化物セラミツクス粉末との混合粉末中に該非酸
化物セラミツクス粉末が95〜10重量％含有される
ように混合し、該混合物を窒素又は窒素化合物と
接触させほう素又はほう素化合物を窒化し窒化ほ
う素に変換することを特徴とする窒化ほう素と他
の非酸化物セラミツクスとの混合粉末の製造方
法。