[发明专利]硼化锆及其制备方法

说明书

为了提供在与高氯酸盐等具有自由基的化合物一起燃烧时产生大量热量、并且在短时间内燃烧、同时物质稳定性高的硼化锆，硼化锆的通过ESR测定而检测到的来源于晶格缺陷的自由基量为0.1×10¹⁵ spin/mg以上。

技术领域

本发明涉及可燃性的硼化锆及其制备方法。

背景技术

通常，已知金属锆和碳化锆等金属粉末通过与高氯酸盐混合而在短时间内燃烧。例如，根据专利文献1，金属锆粉末被用作气囊充气机的点火剂。但是，这些金属粉末存在燃烧时热量少、物质稳定性差等问题。需要寻找具有更优异的点火特性并且物质稳定性高的金属粉末。

另一方面，硼化物是一组非常庞大的化合物，并且已知通常熔点较高并且在自然界中是非离子性的。特别地，硼化锆作为金属硼化物中的一种，具有3000℃以上的高熔点，显示出具有金属光泽的外观，主要具有高导电率等金属的特性，并且它还同时具有高硬度、无延展性、脆性等陶瓷的特性。因为其具有这些特性，从1980年起，已经进行了硼化锆的合成和其烧结体的开发（例如参照专利文献2）。

尽管硼化锆主要进行的是面向耐火材料应用的开发，但是近年来正在进行诸如改进与其他元素的复合化技术和控制微观结构等的研究（例如参照专利文献3、4）。

亦即，在专利文献3中，记载了关于包含硼化锆的金属硼化物的复合化技术，其记载了球形碳-硼化物基陶瓷复合体的制备方法，其中将炭黑、活性炭、焦炭及其热处理产物或天然石墨，与硼化钛、硼化锆、硼化钽、硼化钼、硼化铌、硼化钨、硼化铪、硼化钒和硼化镧中的1种或2种以上的硼化物基陶瓷粉末进行混合，并在2400~3000℃进行热处理。通过该制备方法获得的球形碳-硼化物基陶瓷复合体，其粒径为10~1500 μm，表面为碳，内部为碳和陶瓷混存的结构。

此外，在专利文献4中，记载了硼化锆基多孔体，其实质上仅由结晶ZrB₂和无定形B组成，无定形的B/结晶的ZrB₂的摩尔比为0.4/1~4/1。这样的硼化锆基多孔体，其提高催化剂作用的性能优异，并且耐热性高，因此预期通过将其用作催化剂载体等来发挥其高性能。

再者，除上述之外，由于其优异的性能，硼化锆还应用于各种用途，例如切削工具、电解熔融化合物电极材料、轴承滚珠的表面涂层等，作为其一个例子，可以用作金属陶瓷等的原材料（例如参照专利文献5）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2007-176739号公报

专利文献2：特开昭63-134571号公报

专利文献3：特开平7-257920号公报

专利文献4：特开平7-277734号公报

专利文献5：特表2009-519885号公报。

发明内容

本发明要解决的技术问题

然而，如上所述，硼化锆由于优异的性能而被用于许多应用，但是尚处于研究开发过程中，探索进一步的开展应用的可能性的研究开发是必要的。

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种硼化锆及其制备方法，该硼化锆作为适用于新用途的硼化锆，在与高氯酸盐等具有自由基的化合物一起燃烧时会产生大量热量，并且在短时间内燃烧，同时物质稳定性高。

解决问题的技术手段

鉴于上述问题，本发明人进行了深入研究，结果发现了具有可燃性的硼化锆，并完成了本发明。

亦即，本发明为下述内容。