[发明专利]氮化铝与铝的块状混合物的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氮化铝与铝的块状混合物的制造方法。

背景技术

氮化铝是具有热导率高、热膨胀系数低、化学性稳定等优良性质的材料。因此，对氮化铝在半导体器件等、发动机部件材料等各种领域中的应用，近年来为人们所期待。

以往，作为制造氮化铝的方法，有在非常高的气压(例如，100个大气压)的氮气环境中将铝加热至高温(例如，1600℃)的方法。通过该方法，能够获得氮化铝的粉末。在非专利文献1中，公开了涉及氮化铝的制造的研究。

非专利文献1：小橋、斎木健蔵ら、日本軽金属学会第104回講演概要集(2003)2.(小桥真、斋木健藏等，日本轻金属学会第104次讲演概要集(2003)2.)

发明内容

在铝中混合氮化铝的复合材料被认为显示有优良特性。但是，在上述的方法中，要获得氮化铝，就需要设定非常高的气压且高温。因此，制造铝与氮化铝的块状混合物的成本变高。

本发明是基于对上述情况的考虑而做出的发明，其目的在于，提供一种制造成本低的铝与氮化铝的块状混合物的制造方法。

根据本发明，提供一种氮化铝与铝的块状混合物的制造方法，其包括第1热处理工序：在氮气环境下，将容器内所装入的铝粉末和铝片加热至铝的熔点以上，由此制造氮化铝与铝的块状混合物。

根据本发明，铝与氮化铝的制造成本变低

附图说明

对于上述的目的及其它目的、特征和优点，通过下述合适的实施方式及其所附带的下面的附图进一步进行明确化。

图1是第1热处理工序所使用的电阻炉的结构图。

图2中各图是表示加工工序之中的模具的操作的剖面图。

具体实施方式

图1是第1实施方式所涉及的氮化铝与铝的块状混合物的制造方法中使用的电阻炉的结构图。该电阻炉具有反应腔室10。反应腔室10中设有排气口16和气体导入口11。反应腔室10内设有用于加热容器13的电阻加热器14(例如，碳化硅加热器)。容器13中安装有热电偶，因此，通过热电偶的监控线15，可从反应腔室10的外部对容器13的温度进行监控。另外，电阻加热器14与容器13之间，设有用于均匀加热容器13的均热匣钵12。由气体导入口11导入的气体，从均热匣钵12的内侧供给反应腔室10的内部。容器13例如为氧化铝制，能够使氮气等气体从外侧向内侧渗透。

接着，针对采用上述电阻炉的氮化铝与铝的块状混合物的制造方法进行说明。首先，将铝片20和铝粉末21配置于容器13的内部。铝粉末21，例如配置于容器13的底部，多块铝片20配置于铝粉末21之上。铝片20的长边，例如为10mm～500mm，厚度例如为5μm～1mm。

铝粉末21可以为粒状，也可以为鳞片状。当铝粉末21为粒状的情况下，其粒径，例如为100μm以上、1000μm以下。当铝粉末21为鳞片状的情况下，其大小，长边为1μm以上、5μm以下。在铝粉末21的表面上形成有氧化膜。该氧化膜，例如为自然氧化膜。铝粉末21相对于铝片20的重量比率，例如是0.1以下。

另外，作为对铝粉末21的前处理，可以在10个大气压以上的高压氮气环境中，以铝的熔点以下的温度进行热处理。还可以采用机械式加压的挤压机将铝粉末21制成多气孔的块。此时的气孔率，例如为30％以上。

另外，也可以将铝粉末21浸于铝酸铵溶液中，然后，通过干燥，将铝粉末21的表面用铝酸铵包覆。

接着，将容器13配置于均热匣钵12的内侧。接着，一边从气体导入口11导入氮气或者氮气与非活性气体的混合气体，一边从排气口16持续排气。由此，反应腔室10内部的空气被氮气环境所取代。反应腔室10内部中的氮气压力，例如，优选为从排气口16进行外溢的常压环境，但是，也可采用50个大气压以下的加压环境。另外，也可以将氨气导进于从气体导入口11导入的氮气中。从气体导入口11所导入的气体中的氨气的含量，例如为5％以上、30％以下。

接着，采用碳化硅加热器14，例如，以2℃/分钟以上的升温速度对容器13加热至铝的熔点以上(例如，650℃以上、1400℃以下)。基于该第1热处理工序，使容器13内的铝20和铝粉末21熔融，发生铝的氮化反应，形成铝与氮化铝的块状混合物。处理时间，例如为5分钟～20分钟。