氮化硅粉末及其制造方法、以及氮化硅烧结体及其制造方法与流程

本公开文本涉及氮化硅粉末及其制造方法、以及氮化硅烧结体及其制造方法。

背景技术：

1、氮化硅为强度、硬度、韧性、耐热性、耐腐蚀性、耐热冲击性等优异的材料，因此被用于压铸机及熔炼炉等各种工业用的部件及汽车部件等。还研究了氮化硅基板作为汽车及工作机械等的电力模组等的绝缘基板使用的情况。在这样的用途中，要求具有高的散热性。因此，专利文献1中，为了得到具有高的导热率的氮化硅烧结体，提出使用减少了杂质的氮化硅粉末的方案。

2、先行技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：国际公开第2020/203697号

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、本公开文本中提供能够制造充分减少了杂质、并具有优异的机械特性的烧结体的氮化硅粉末及其制造方法。另外，提供充分减少了杂质、并具有优异的机械特性的氮化硅烧结体及其制造方法。

3、用于解决课题的手段

4、本公开文本提供氮化硅粉末，其中，氟的含量为600质量ppm以下，并且碳的含量为0.1质量％以下，氮化硅粉末的α化率为80％以上。该氮化硅粉末中，氟及碳的含量充分低，α化率高。就该氮化硅粉末而言，由于充分减少了杂质，因此能够用于各种用途。例如，若将该氮化硅粉末用于烧结体，则能够得到具有优异的机械特性的烧结体。

5、氮化硅粉末的α化率可以为90％以上。通过使用该氮化硅粉末作为烧结原料，能够得到具有高的断裂韧性的烧结体。氮化硅粉末的α化率可以为98％以下。由此，能够减少氮化硅粉末的制造成本。

6、本公开文本提供氮化硅粉末的制造方法，其具有：填充工序，将包含硅粉末、且氟化物相对硅粉末100质量份而言的含量为1质量份以下的原料粉末以堆积密度成为0.7g/cm3以上、并且原料粉末的填充高度成为15～80mm的方式填充于容器；烧成工序，在包含氮气的气氛中对填充于容器的原料粉末进行烧成，得到包含氮化硅的烧成物；和粉碎工序，对烧成物进行粉碎。

7、该制造方法中，将氟化物的含量为1质量份以下的原料粉末以成为规定的堆积密度和填充高度的方式填充于容器，在包含氮气的气氛中进行烧成。因此，氮化反应适度地进行，能够得到具有高的α化率并且减少了氟的含量的氮化硅粉末。就该氮化硅粉末而言，由于充分减少了杂质，因此能够用于各种用途。例如，若用于烧结体，则能够以低成本制造具有优异的机械特性的烧结体。

8、上述烧成工序也可以在包含氮气和氢气的气氛中进行。由此，能够促进氮化硅的生成，以短的烧成时间得到具有高纯度的氮化硅粉末。因此，能够减少氮化硅粉末的制造成本。

9、上述原料粉末中的碳的含量可以为0.1质量％以下。由此，能够得到碳的含量低且具有高的α化率的氮化硅粉末。通过将这样的氮化硅粉末作为烧结原料使用，能够得到具有优异的机械特性的烧结体。

10、上述氮化硅粉末中，氟的含量可以为600质量ppm以下，并且碳的含量可以为0.1质量％以下，氮化硅粉末的α化率可以为80％以上。

11、本公开文本提供氮化硅烧结体的制造方法，其具有对包含通过上述中任一制造方法制造的氮化硅粉末的烧结原料进行成型并烧成的烧结工序。根据该制造方法，能够以低成本制造具有优异的机械特性的氮化硅烧结体。

12、本公开文本提供氮化硅烧结体，其中，氟的含量为600质量ppm以下，并且碳的含量为0.1质量％以下。该氮化硅烧结体中，杂质被充分减少，具有优异的机械特性。

13、发明效果

14、能够提供能制造充分减少了杂质、并具有优异的机械特性的烧结体的氮化硅粉末及其制造方法。另外，能够提供充分减少了杂质、并具有优异的机械特性的氮化硅烧结体及其制造方法。

技术特征：

1.氮化硅粉末，其中，氟的含量为600质量ppm以下，并且碳的含量为0.1质量％以下，所述氮化硅粉末的α化率为80％以上。

2.如权利要求1所述的氮化硅粉末，其中，α化率为90％以上。

3.如权利要求1或2所述的氮化硅粉末，其中，α化率为98％以下。

4.氮化硅粉末的制造方法，其具有：

5.如权利要求4所述的氮化硅粉末的制造方法，其中，在包含氢气和所述氮气的气氛中进行所述烧成工序。

6.如权利要求4或5所述的氮化硅粉末的制造方法，其中，所述原料粉末中的碳的含量为0.1质量％以下。

7.如权利要求4～6中任一项所述的氮化硅粉末的制造方法，其中，所述氮化硅粉末的氟的含量为600质量ppm以下，并且碳的含量为0.1质量％以下，所述氮化硅粉末的α化率为80％以上。

8.氮化硅烧结体的制造方法，其具有对包含通过权利要求4～7中任一项所述的制造方法制造的氮化硅粉末的烧结原料进行成型并烧成的烧结工序。

9.氮化硅烧结体，其中，氟的含量为600质量ppm以下，并且碳的含量为0.1质量％以下。

技术总结
本发明提供氮化硅粉末，其中，氟的含量为600质量ppm以下，并且碳的含量为0.1质量％以下，氮化硅粉末的α化率为80％以上。本发明提供氮化硅粉末的制造方法，其具有：填充工序，将包含硅粉末、且氟化物相对硅粉末100质量份而言的含量为1质量份以下的原料粉末以堆积密度成为0.7g/cm3以上、并且原料粉末的填充高度成为15～80mm的方式填充于容器；烧成工序，在包含氮气的气氛中对填充于容器的原料粉末进行烧成，得到包含氮化硅的烧成物；和粉碎工序，对烧成物进行粉碎。

技术研发人员：野上直嗣,田中稔男,竹田豪
受保护的技术使用者：电化株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16