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公開番号2024143453
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-11
出願番号2023056145
出願日2023-03-30
発明の名称粉体材料、および粉体材料の製造方法
出願人ノリタケ株式会社
代理人個人,個人
主分類C01B 21/064 20060101AFI20241003BHJP(無機化学)
要約【課題】窒化物セラミックス表面への酸化物セラミックスの付着による改質効果、典型的には官能基の付与に代表される表面改質効果を得た粉体材料の提供を目的とする。
【解決手段】ここで開示される粉体材料は、窒化物セラミックスと、上記窒化物セラミックスの表面に付着した金属または半金属の酸化物セラミックスと、を含む粉体材料であって、上記粉体材料中の上記窒化物セラミックスのBET法に基づく比表面積に対する、上記粉体材料のα_s法に基づく比表面積の比R_αが1.2以上であることを特徴とする。
【選択図】図3

特許請求の範囲【請求項１】
窒化物セラミックスと、前記窒化物セラミックスの表面に付着した金属または半金属の酸化物セラミックスと、を含む粉体材料であって、
前記粉体材料中の前記窒化物セラミックスのＢＥＴ法に基づく比表面積に対する、前記粉体材料のα
ｓ
法に基づく比表面積の比Ｒ
α
が１．２以上である、
粉体材料。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記粉体材料中の前記窒化物セラミックスのＢＥＴ法に基づく比表面積に対する、前記粉体材料のα
ｓ
法に基づく比表面積の比Ｒ
α
が１．４以上である、
請求項１に記載の粉体材料。
【請求項３】
水と非極性溶媒の分離相と前記粉体材料とを攪拌したとき、前記粉体材料の７０ｗｔ％以上が水相に存在する、請求項１に記載の粉体材料。
【請求項４】
前記酸化物セラミックスは、細孔を有し、
前記酸化物セラミックスの付着による前記粉体材料の比表面積増加に対する前記細孔の寄与率を以下の式：
粉体材料の比表面積増加に対する細孔の寄与率（％）＝（粉体材料の単位質量当たりの細孔表面積）／（粉体材料のα
ｓ
比表面積－粉体材料中の窒化物セラミックスのＢＥＴ比表面積）×１００
に基づいて算出した時、前記酸化物セラミックスの付着による前記粉体材料の比表面積増加に対する前記細孔の寄与率が２０％以上である、
請求項２または３に記載の粉体材料。
【請求項５】
前記窒化物セラミックスが、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素からなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物を含む、
請求項２または３に記載の粉体材料。
【請求項６】
前記酸化物セラミックスが、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、セリア、イットリア、酸化鉄、酸化亜鉛およびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物を含む、
請求項２または３に記載の粉体材料。
【請求項７】
前記酸化物セラミックスが、アモルファスアルミナ、γ-アルミナ、アモルファスシリカおよびアモルファスジルコニアからなる群から選ばれる混合物または複合酸化物を含む、
請求項２または３に記載の粉体材料。
【請求項８】
樹脂材料のフィラーである、
請求項２または３に記載の粉体材料。
【請求項９】
窒化物セラミックスと、前記窒化物セラミックスの表面に付着した金属または半金属の酸化物セラミックスとを含む粉体材料の製造方法であって、
前記酸化物セラミックスの原料となる金属または半金属を含むレジネートを、前記窒化物セラミックスに付着させる工程と、
前記レジネートを分解する工程と、を含み、
前記粉体材料中の前記窒化物セラミックスのＢＥＴ法に基づく比表面積に対する、前記粉体材料のα
ｓ
法に基づく比表面積の比Ｒ
α
が１．４以上である、
粉体材料の製造方法。
【請求項１０】
前記分解工程において、８００℃以下で熱処理を行う、
請求項９に記載の粉体材料の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、粉体材料および粉体材料の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
電気エネルギーを効率的に利用するために、電力用半導体素子（いわゆるパワーデバイス）が不可欠な存在となっている。また、省電力、高寿命の高輝度・パワーＬＥＤランプ等に用いられる照明用半導体素子（いわゆるハイパワーＬＥＤデバイス）の需要も高まっている。一般に、パワーデバイスの高密度化に伴い、パワーデバイスの発熱量が増大する。かかる発熱を放熱するための無機材料として、熱伝導性に優れた窒化物セラミックスが知られる。
【０００３】
窒化物セラミックスは、表面官能基が少なく樹脂等との親和性（濡れ性）が低いため、たとえば、樹脂への分散性が良好でない。かかる問題の対応策として、窒化物セラミックスの表面に水酸基の多い酸化物セラミックスを被覆することが考えられる。上記技術に関連して、特許文献１には、金属窒化物粒子（窒化物セラミックス粒子）の表面にシリカ粒子（酸化物セラミックス粒子）を焼結させたものを直接結合し、概ね隙間なく被覆した、シリカ被覆金属窒化物粒子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１５－１０１５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１では、窒化物セラミックスに対し、シリカ粒子を直接結合させ、被覆している。このため、特許文献１に開示された技術で用いることができる酸化物セラミックスは、窒化物セラミックスと直接結合する材料に限られる。また、本発明者の検討によれば、窒化物セラミックスと酸化物セラミックスの親和性が低い組み合わせに上記技術を採用した場合、窒化物セラミックスと酸化物セラミックスとの濡れが悪いため、酸化物セラミックスが窒化物セラミックス上に付着した状態を保てず、表面改質効果がうまく得られないことが分かった。
【０００６】
ここに開示される技術は、かかる点に鑑みて創出されたものであり、窒化物セラミックス表面への酸化物セラミックスの付着による改質効果、典型的には官能基の付与に代表される表面改質効果を得た粉体材料の提供を目的とする。また、他の側面として、該粉体材料の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに開示される粉体材料は、窒化物セラミックスと、上記窒化物セラミックスの表面に付着した金属または半金属の酸化物セラミックスと、を含む粉体材料であって、上記粉体材料中の上記窒化物セラミックスのＢＥＴ法に基づく比表面積に対する、上記粉体材料のα
ｓ
法に基づく比表面積の比Ｒ
α
（以下、単に「Ｒ
α
」ともいう。）が１．２以上であることを特徴とする。
【０００８】
上記粉体材料では、Ｒ
α
が１．２以上であることにより、窒化物セラミックスの表面に酸化物セラミックスが微粒子の状態で存在している。かかる構成によれば、窒化物セラミックスと窒化物セラミックス表面に付着した酸化物セラミックスの界面（接触面）が小さくなる。従って、酸化物セラミックスと窒化物セラミックスの親和性（典型的には濡れ）が悪い場合であっても、酸化物セラミックスが窒化物セラミックス上に付着した状態が保たれる。これにより、酸化物セラミックスと窒化物セラミックスの親和性に影響されず、窒化物セラミックス表面が改質され、樹脂との親和性（濡れ性）向上をもたらした粉体材料を提供することができる。
【０００９】
ここに開示される粉体材料の好ましい一態様では、上記粉体材料中の上記窒化物セラミックスのＢＥＴ法に基づく比表面積に対する、上記粉体材料のα
ｓ
法に基づく比表面積の比Ｒ
α
が１．４以上である。かかる構成によれば、より好適に酸化物セラミックスが微粒子の状態で存在するため、より好適に窒化物セラミックス表面が改質される。
【００１０】
ここに開示される粉体材料の好ましい一態様では、水と非極性溶媒の分離相と上記粉体材料とを攪拌したとき、上記粉体材料の７０ｗｔ％以上が水相に存在する。かかる構成によれば、窒化物セラミックスの表面に好適に酸化物セラミックスが付着されているため、好適に窒化物セラミックスの表面の官能基を増加することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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