Brevet FR2608146A1 — publié le 19880617

La présente invention concerne un procédé pour La produc- tion d'une poudre de nitrure d'aluminium. En particulier, la présente invention concerne un procédé pour produire une poudre de nitrure d'aluminium ayant de très faibles teneurs en impuretés cationiques ou qui est caractérisé en outre par une teneur extréme- ment faible en oxygène total ou en alumine n'ayant pas réagi et qui comprend des particules de petite dimension. Deux procédés connus utilisés de manière classique pour produire des poudres de nitrJre d'aluminium sont: 1) la calcina- tion d'une composition de mélange de poudres d'alumine et de car- bone dans une atmosphère contenant de l'azote comme décrit dans la demande de brevet japonais (demande de brevet non examinée publiée, mise à l'inspection du public, ci-après "OPI") n 50008/84, correspondant au brevet des E.U.A. n 4 618 592; et 2) la nitruration de l'aluminium par mise en contact avec un gaz à base d'azote comme décrit dans la demande de brevet japonais (OPI) o n 161314/85. La poudre de nitrure d'aluminium est intéressante comme matériau de choix pour la fabrication de produits tels que des supports électriques qui doivent avoir une conductibilité thermique élevée. Les conductibilités thermiques de ces produits sont com- mandées non pas par les électrons libres dans les métaux, mais par les phonons ayant pour cause des vibrations du réseau. Le degré de conduction par les phonons dépend de la nature des impuretés pré- sentes dans la poudre de nitrure d'aluminium et de la présence de pores dans un corps fritté. Par exemple, on sait que non seulement la présence de cations tels que les ions sodium, fer et silicium, mais également l'inclusion d'oxygène provenant d'alumine n'ayant pas réagi et d'autres sources, ont une influence défavorable sur la conductibilité thermique. Si la poudre comprend de grosses parti- cules, elle est insuffisamment frittée et il reste dans le produit fritté une quantité importante de pores. La présence de ces pores résiduels diminue de manière déterminante la conductibilité thermique. En conséquence, afin d'obtenir une conductibilité ther- mique élevée dans des supports électriques et d'autres produits à dissipation de chaleur, la poudre utilisée comme matière première 26 0 8 1 4 6 doit non seulement contenir peu d'impuretés cationiques, mais également comprendre de petites particules qui peuvent êtra faci- lement frittées. Les deux procédés de la technique antérieure décrits ci-dessus ont l'inconvénient que le nitrure d'aluminium produit a tendance à contenir des impuretés cationiques résiduelles telles que des ions sodium, fer et silicium, s'il est produit par le procédé décrit dans la demande de brevet japonais (OPI) n 50008/84 correspondant au brevet des E.U.A n 4 618 592, et des impuretés cationiques résiduelles, telles que des ions silicium, fer et ma- gnésium, s'il est produit par le procédé décrit dans la demande de brevet japonais (OPI) n 161314/85. En outre, le nitrure d'alumi- nium produit par le premier procédé est susceptible de contenir de l'alumine résiduelle n'ayant pas réagi tandis que le produit obtenu par ce dernier procédé a une teneur accrue en oxygène total. Les poudres de nitrure d'aluminium contenant ces impuretés ne con- viennent pas pour l'utilisation comme matières pour la fabrication de produits tels que des supports électriques qui exigent un degré de pureté élevé. La demanderesse a effectué des recherches poussées afin de mettre au point un procédé pour la fabrication d'une poudre de nitrure d'aluminium ayant de faibles teneurs en impuretés et com- prenant des particules de petite dimension. La présente invention concerne dans son principe un procédé pour la fabrication d'une poudre de nitrure d'aluminium par réaction d'un mélange d'alumine et de carbone avec un gaz contenant de l'azote. Selon un aspect de la présente invention, on met en contact ledit mélange avec un gaz inerte contenant de l'azcte à une température de 1 000 à 1 400 C sous une pression de pas plus de 10 kPa (0,1 bar) avant le début de la réaction de formation de nitrure d'aluminium. Selon un autre aspect de la présente invention, on met en contact ledit mélange avec un gaz inerte contenant de l'azote à une température de 1 000 à 1 400 C sous une pression de pas plus de 10 kPa (0,1 bar) avant le début de la réaction de formation de nitrure d'alumium, et ensuite on met encore ce mélange en contact avec un gaz inerte contenant de l'azote à une température de 1 250 C ou plus sous une pression supérieure à la pression atmos- phérique jusqu'à ce que la conversion de la charge d'alumine en nitrure d'aluminium soit d'au moins 5 %. Selon un troisième aspect de la présente invention, on met en contact le mélange d'alumine et de carbone avec un gaz inerte contenant de l'azote à une température de 1 000 à 1 400 C sous une pression de pas plus de 10kPa (0,1 bar) avant le début de la réaction de formation de rn4trure d'aluminium, et ensuite on met encore ce mélange en contact avec un gaz inerte contenant de l'azote à une température de 1 250 C ou plus sous une pression inférieure à la pression atmosphérique, dans la gamme de 20 à kPa (0,2 à 0,8 bars). Selon un quatrième aspect de la présente invention, on met en contact le mélange d'alumine et de carbone avec u, gaz inerte contenant de l'azote à une température de 1 000 à 1 400 C sous une pression de pas plus de 10 kPa (0,1 bar) avant le début de la réaction de formation de nitrure d'aluminium, et ensuite on met encore ledit mélange en contact avec un gaz inerte contenant de l'azote à une température de 1 250 C ou plus sous une pression supérieure à la pression atmosphérique jusqu'à ce que la conversion de la charge d'alumine en nitrure d'aluminium soit d'au moins 5 %, puis on met en contact ledit mélange avec un gaz inerte contenant de l'azote à une température de 1 250 0C ou plus sous une pression supérieure à la pression atmosphérique dans la gamme de 20 à 80 KPa (0,2 à 0,8 bar). La figure ci-annexée représente un diagramme de fonction- nement d'un appareil qui peut être utilisé pour réaliser le procédé de la présente invention pour la fabrication d'une poudre de nitrure d'aluminium. La charge d'alumine et de carbone à utiliser dans le pro- cédé de la présente invention peut être préparée en granulant les poudres des charges individuelles ou la poudre d'une charge du mélange. De manière typique, les deux charges sont utilisées sous forme d'un mélange de poudres. 2 6 0 8 1 4 6 Le gaz inerte contenant de l'azote à utiliser dans le procédé de la présente invention contient un gaz à base d'azote et les quantités minimales d'oxygène, de dioxyde de carbone, de vapeur d'eau et d'autres gaz qui ont des effets oxydants à températures élevées. On peut tolérer l'introduction accidentelle de monoxyde de carbone formé comme produit de réaction. On sait qu'un mélange d'alumine et de carbone, lorsqu'on le chauffe à une température de 1 250 0C ou plus dans une atmosphère de gaz inerte contenant de l'azote, est converti en nitrure d'alu- minium et monoxyde de carbone selon l'équation (1): AL 203+ 3C +N2 - 2AlN +CO (1) Simultanément avec cette réaction, des impuretés catio- niques présentes dans la charge d'alumine et/ou de carbone, telles que sodium, silicium, fer, magnésium et calcium, sont également converties en nitrures ou carbures, qui restent dans le nitrure d'aluminium formé selon l'équation de réaction (1). La demanderesse a étudié un procédé pour réduire au minimum les teneurs en impuretés cationiques dans les poudres de nitrure d'aluminium et elle a trouvé que, pour atteindre cet objet, la réaction de formation de nitrure d'aluminium doit être précédée par une étape de mise en contact de la charge du mélange avec un gaz inerte contenant de l'azote à une température de 1 000 à 1 400 C sous une pression de pas plus de 10 kPa (0,1 bar). La température de l'atmosphère à laquelle la charge de mélange est exposée sous une pression de pas plus de 0,1 bar est dans la gamme de 1 000 à 1 400 C. La pression du gaz inerte conte- nant de l'azote est maintenue à pas plus de 10 kPa (0,1 bar) pendant une durée suffisante pour permettre d'éliminer sensiblement les impuretés cationiques dans le mélange alumine-carbone dans la gamme de températures spécifiée ci-dessus, et cette durée est de manière typique d'au moins 1/2 heure. On n'a pas totalement élucidé pourquoi le maintien de la pression du gaz inerte contenant de l'azote à 10 kPa ou moins avant la réaction de formation de nitrure d'aluminium contribue à la production d'une poudre de nitrure d'aluminium ayant des teneurs extrêmement faibles en impuretés cationiques. Une raison que l'on pourrait avancer est la suivante. Les impuretés cationiques sont ordinairement présentes dans la charge d'alumine ou de carbone sous la forme d'oxydes et on sait qu'elles subissent une dissociation thermique lorsqu'on les chauffe à températures élevées. Par exemple, les oxydes de sodium, silicium et magnésium sont dissociés selon les équations réactionnelles (2) à (4) sui- vantes: Na20 (solide) -> 2Na (gaz) + 1/202 (gaz) (2) 2) SiO2 (solide) -> SiO (gaz) + 1/202 (gaz) (3) MgO (solide) -> Mg (gaz) + 1/202 (gaz) (4) Les pressions partielles à l'équilibre des vapeurs des composés respectifs sont étroitement liées à la température, mais elles sont toutes supérieures à celle de l'alumine et diminuent dans l'ordre suivant: 20 > SiO > MgO > A1203 Le fer est présent sous la forme de Fe203 et la tension de vapeur de Fe203 est supérieure à celle de SiO2. Le calcium est présent sous la forme de CaO et sa tension de vapeur serait inférieure à celle de MgO et supérieure à celle d'AL203. A mesure que La pression du gaz inerte contenant de l'azote diminue au-dessous de kPa (0, 1 bar), les impuretés cationiques présentes dans la charge d'alumine ou de carbone seraient évaporées sous leurs tensions de vapeur respectives, en étant ainsi éliminées de la charge de mélange. Afin d'éliminer les impuretés cationiques dans le procédé de la présente invention, le gaz inerte contenant de l'azote est maintenu sous une pression de 10 kPa (0,1 bar) ou moins à une tem- pérature dans la gamme de 1 000 à 1 400 C. Au-dessous de 1 000 C, les impuretés cationiques dans le mélange d'alimentation ont une tension de vapeur si faible, qu'elles ne peuvent pas être efficace- 2 6 0 8 1 4 6 ment éliminées du système. Au-dessus de 1 400 C, les tensions de vapeur de ces impuretés cationiques sont augmentées, mais il arrive parfois que la poudre de nitrure d'aluminium résultante comprenne de grosses particules indésirables. OS Selon la présente invention, le gaz inerte contenant de l'azote doit être maintenu sous une pression de pas plus de 10 kPa (0,1 bar) et à une température comprise entre 1 000 et 1 400 C pendant une durée qui précède le début de la réaction (1) pour la formation du nitrure d'aluminium. Si cette étape de dépressuri- sation est effectuée apres le début de la réaction (1), elle ne contribue pas beaucoup à l'élimination des impuretés cationiques. Si l'on prend SiO2 comme exemple des impuretés catio- niques présentes dans la charge de mélange alumine-carbone, cet oxyde réagit avec le carbone et l'azote dans la charge d'alimen- tation selon les équations (5) et (6) suivantes: SiO2 + 3C -> SiC + 2C0 (5) 3SiO2 + 6C + 2N2 -> Si3N4 + 6C0 (6) Ces réactions ont lieu soit avant, soit en même temps que la réaction (1), en produisant ainsi du carbure de silicium ou du nitrure de silicium, qui sont beaucoup plus stables à températures élevées que l'oxyde de silicium. Comme l'illustre cet exemple, après la conversion en des formes plus stables, il pourrait devenir très difficile d'éliminer les impuretés cationiques du mélange d'alimentation par évaporation si l'étape de maintien du gaz inerte contenant de l'azote sous une pression de pas plus de 10 kPa (0,1 bar) à une température de 1 000 à 1 4007C est effectuée après le début de la réaction (1). Dans le traitement thermique effectué dans le procédé de la présente invention, la réaction de nitruration se produit à peine puisque la pression du gaz inerte contenant de l'azote est maintenue à 10 kPa (0,1 bar) ou moins. Après avoir chauffé le mélange d'alimentation à une tem- pérature dans la gamme de 1 000 à 1 400 C sous une pression de pas plus de 10 kPa (0,1 bar), la réaction de nitruration ultérieure peut être effectuée dans Le gaz inerte contenant de l'azote par n'importe quelle technique connue. Cependant, on peut produire une poudre de nitrure d'aLuminium qui est particulièrement appropriée pour fabriquer des supports électriques ayant une conductibilité thermique très élevée en effectuant un traitement de nitruration selon le second aspect de la présente invention comme décrit ci-dessous. A la suite du traitement thermique effectué selon le premier aspect de la présente invention, le mélange d'alimentation est soumis à un traitement thermique dans lequel le gaz inerte contenant de l'azote est maintenu sous une pression supérieure à la pression atmosphérique, de préférence entre 100 kPa et 1 MPa (entre 1,1 et 10 bars) à une température de 1 250 C ou plus. En effectuant ce traitement thermique, la poudre de nitrure d'aluminium a de faibles teneurs en impuretés cationiques et en alumine n'ayant pas réagi et elle consiste en outre en fines particules. Dans l'étape initiale de la réaction de nitruration, les particules d'alumine n'ayant pas réagi grossissent de même que la réaction de nitrura- tion se déroule selon l'équation (1). Si la croissance des parti- cules d'alumine est trop forte, elles ne sont pas complètement converties en nitrure d'aluminium, même si la réaction (1) est poursuivie pendant une longue durée, et le nitrure d'aluminium résultant contient une certaine quantité d'alumine n'ayant pas réagi et consiste en particules trop grosses. Cependant, la croissance des particules d'alumine peut être retardée très effi- cacement lorsque l'on augmente la pression du gaz inerte contenant de l'azote. Le gaz inerte contenant de l'azote peut être maintenu sous une pression supérieure à la pression atmosphérique pendant toute La durée du traitement de nitruration, de manière typique pendant environ 5 à 100 heures. Cependant, il suffit que le gaz inerte contenant de l'azote soit maintenu au-dessus de la pression atmosphérique pendant la durée nécessaire pour que la surface des particules d'alumine soit pratiquement convertie en nitrure d'alu- minium; plus précisément, le gaz inerte contenant de l'azote doit être maintenu au-dessus de la pression atmosphérique pen- dant une durée suffisante pour que la conversion d'alumine en 2 6 0 8 1 4 6 nitrure d'aluminium soit d'au moins 5 %, de préférence au moins %. Une fois que la surface des particules d'alumine a été sensiblement convertie en nitrure d'aluminium, la pression n'a pratiquement plus d'effet significatif pour retarder la croissance des particules d'alumine et la réaction de nitruration peut être mise en oeuvre sous n'importe quelle pression, soit sous la pression atmosphérique, soit au-dessus ou audessous. On notera cependant que, si la réaction est mise en oeuvre audessous de la pression atmosphérique, la quantité résiduelle d'alumine n'ayant pas réagi est diminuée, mais la dimension des particules de nitrure d'aluminium produites est un peu augmentée. Sous ce rapport, la demanderesse a découvert que, si la pression de réaction est con- trôlée automatiquement par un ordinateur ou des relais électriques en réponse au contrôle de l'avancement de la réaction, la réaction d'équation (1) peut être rapidement terminée sans produire une trop forte croissance des particules de la charge d'alumine et, par conséquent, sans qu'il puisse rester d'alumine n'ayant pas réagi. Comme décrit ci-dessus, si la pression dans le récipient de réaction est maintenue au-dessus de la pression atmosphérique dans la première moitié de la réaction de nitruration pendant la durée nécessaire pour convertir au moins 5 % de la charge d'alumine en nitrure d'aluminium, la quantité d'alumine résiduelle dans la poudre de nitrure d'aluminium produite est diminuée et, en même temps, la dimension des particules de cette poudre est également réduite. Bien que le mécanisme exact par lequel ces effets sont atteints ne soit pas encore élucidé, on pourrait avancer l'explica- tion suivante: si la pression de réaction est soit égale, soit inférieure à la pression atmosphérique, la croissance des parti- cules dans la charge d'alumine se produit avant que la réaction d'équation (1) ait commencé. D'une manière générale, la réaction pour la formation de nitrure d'aluminium démarre sur les surfaces des particules selon l'équation (1), le nitrure d'aluminium produit à partir des particules d'alumine ayant poussé dans ce cas est alors composé de grosses particules et l'alumine restant dans la portion centrale du produit ne peut pas prendre part à la réaction de nitruration. Par contre, si la pression de réaction est Z608146 maintenue au-dessus de la pression atmosphérique, La croissance des particules d'alumine dans la charge est retardée, tandis que la réaction (1) se déroule, en donnant ainsi un nitrure d'aluminium composé de particules qui ont à peu près la même dimension que OS celles de la charge d'alumine, l'alumine à l'intérieur des parti- cules de nitrure d'aluminium subit la réaction de nitruration à un degré satisfaisant. Selon le second aspect de l'invention, le traitement thermique dans le premier des deux stades est effectué sous une pression de pas plus de 10 kPa (0,1 bar) et à une température dans la gamme de 1 000 à 1 400 C. Si la température dans cette étaDe est maintenue entre 1 000 et 1 250 C, la croissance des particules d'alumine est retardée de manière très efficace, contribuant ainsi à la production d'une poudre de nitrure d'aluminium composée de particules encore plus petites. L'étape de réaction de nitruration à mettre en oeuvre dans le procédé selon le second aspect de l'invention est décrite ci-après en référence à un mode de mise en oeuvre particulier. La figure annexée représente un schéma de fonctionnement d'un appareil qui peut être utilisé pour réaliser le procédé selon l'invention. Un récipient de réaction fermé (1) comprend un plateau de carbone (4) qui est rempli avec une charge de mélange alumine-carbone (3) qui a été chauffée à une température de 1 000 à 1 400 C sous une pression de 10 kPa (0,1 bar) ou moins. Le récipient (1) est chauffé avec un dispositif chauffant extérieur (2) et alimenté en azote par une bouteille (5) à travers un compteur à gaz (6). Après la mise en contact du mélange d'alimentation (3), le gaz à base d'azote fourni est déchargé du récipient (1) par une soupape de réglage (9) commandée par une unité de réglage de la pression du récipient (8), la concentration de CO dans l'azote étant calculée par un analyseur de CO (7) placé à la sortie du récipient (1). L'avancement de la réaction se produisant dans le mélange d'alimentation est évalué sous forme de la quantité intégrée de CO depuis le début de la réaction par rapport à la quantité de CO total qui a été déterminée au préalable à partir de la quantité de la charge d'alimentation sur la base de l'équation (1). Plus préci- 2 6 0 8 1 46 sèment, on laisse la réaction se dérouler tout en maintenant l'intérieur du récipient (1) sous une pression supérieure à la pression atmosphérique au moyen de l'unité de réglage (8) jusqu'à ce que la valeur intégrée de la teneur en CO décelée par l'analy- seur (7) atteigne au moins 5 % de la teneur en CO total. Selon un troisième aspect de la présente invention, après la mise en contact du mélange d'alimentation avec un gaz inerte contenant de l'azote qui est maintenu sous une pression de pas plus de 10 kPa (0,1 bar) à une température de 1 000 à 1 400 C, le mélange d'alimentation est encore mis en contact avec un gaz inerte contenant de l'azote qui est maintenu à 1 250 C ou plus, sous une pression inférieure à la pression atmosphérique comprise entre 20 et 80 kPa (0,2-0,8 bar). Ce procédé est efficace pour produire une poudre de nitrure d'aluminium qui a des teneurs extrêmement faibles non seulement en impuretés cationiques,mais également en oxygène total. Si la seconde mise en contact avec le gaz inerte contenant de l'azote est effectuée sous une pression de moins de 20 kPa (0,2 bar), la poudre de nitrure d'aluminium résultante pourrait contenir des particules de plus de 4 pm. Il est ordinairement avan- tageux pour les buts de la présente invention que la température de réaction soit maintenue à 1 250 C ou plus pendant une durée d'envi- ron 5 à 100 heures (durée dénommée ci-après "temps de réaction efficace"). Le gaz inerte contenant de l'azote peut être maintenu sous une pression de 20 à 80 kPa (0,2 à 0,8 bar) pendant toute la durée du temps de réaction efficace. On mentionnera cependant que des résultats raisonnablement satisfaisants peuvent être atteints, même si la pression du gaz inerte contenant de l'azote est main- tenue entre 20 et 80 kPa (0,2 à 0,8 bar) pendant une fraction du temps de réaction efficace, de préférence pendant une certaine durée après le début de la réaction. La pression peut être mainte- nue égale à la pression atmosphérique pendant le reste de la réaction. On n'a pas totalement élucidé pourquoi la teneur en oxygène total de la poudre de nitrure d'aluminium peut être nette- ment réduite en maintenant la pression du gaz inerte contenant de l'azote entre 20 et 80 kPa (0,2 et 0,8 bar) pendant la réaction de 2608 1 46 nitruration, mais on pourrait avancer la raison suivante: la réaction entre Le méLange alumine-carbone et l'azote gazeux est représentée par L'équation (1) et, par conséquent, l'énergie libre de cette réaction est exprimée par L'équation (7) suivante (P)3 (Pco AG = AG + RTLn (7) PN2 Comme on peut le voir d'après cette équation, une chute de la pression totale de l'atmosphère de réaction déplacerait l'équilibre chimique dans la direction qui favorise l'avancement de la réac- tion (1). Selon le troisième aspect de la présente invention, non seulement la teneur en oxygène des cristaux d'alumine, mais égaLe- ment la teneur en oxygène sous d'autres formes sont notablement réduites et la poudre de nitrure d'aluminium résultante a une teneur en oxygène total beaucoup plus faible que celles produites par les procédés de la technique antérieure, probablement parce que L'oxygène, qui est inévitablement présent dans Le système de réac- tion et qui est dissous dans les cristaux de nitrure d'aluminium pour former une solution solide, est en fait susceptible de se transformer en monoxyde de carbone par réaction avec le carbone. Selon le quatrième aspect de l'invention, l'étape de pré-nitruration, dans laquelle le méLange d'alimentation d'alumine et de carbone est mis en contact avec un gaz inerte contenant de l'azote à une température de 1 000 à 1 400 C et sous une pression de pas plus 10 kPa (0,1 bar), est suivie des deux stades de traite- ment thermique déjà décrits pour effectuer la réaction de nitru- ration: 1) le gaz inerte contenant de l'azote est chauffé à une température de 1 250 C ou plus au-dessus de la pression atmosphé- rique, de préférence sous 110 kPa à 1 MPa (1,1 à 10 bars), jusqu'à ce que la charge d'alumine soit convertie à au moins 5 % en nitrure d'aluminium; et 2) dans la même atmosphère, la pression est maintenue au-dessous de la pression atmosphérique entre 20 et kPa (0,2 et 0,8 bar) et à une température de pas moins de Z608 1 4 6 1 250 C. Outre la réduction des quantités d'impuretés cationiques à des valeurs extrêmement faibles, ce procédé a l'avantage de pro- duire une poudre de nitrure d'aluminium ayant des teneurs très faibles en alumine n'ayant pas réagi et en oxygène total et qui consiste néanmoins en particules suffisamment petites. Dans les deux traitements thermiques cj_ sont efecturés pour réaliser la réaction de nitruration après la mise en contact du mélange d'alimentation avec le gaz inerte contenant de l'azote à une température de 1 000 à 1 400 0C et sous une pression de pas plus de 10 kPa (0,1 bar), la température de cette atmosphère de gaz inerte est maintenue à 1 250 C ou plus, de préférence entre 1 250 et 1 700 C, mieux encore entre 1 500 et 1 600 C. Si la température est inférieure à 1 250 C, la réaction selon l'équation (1) n'a pas lieu. Même si la température est de 1 250 C ou plus, la vitesse de réaction est faible à des températures de moins de 1 500 C et une longue durée est nécessaire pour terminer la réaction de formation du nitrure d'aluminium. Par contre si la température dépasse 1 600 C, les particules de la poudre de nitrure d'aluminium pro- duite commencent à grossir et une trop forte croissance des parti- cules est prévue au-dessus de 1 700 C. Les exemples suivants illustrent l'invention sans toute- fois en limiter la portée. Exemples 1 à 10 On mélange et on broie dans un broyeur à billes 100 g de poudre d'alumine et 40 g de poudre de carbone contenant chacune les impuretés indiquées dans le tableau 1 ci-après et les particules du mélange d'alimentation sont placées dans un plateau de carbone de 210 mm x 210 mm x 40 mm sur une épaisseur de 30 mm. Le plateau est placé dans un four électrique de dimensions efficaces 230 mm x 250 mm x 220 mm et on met en oeuvre une réaction de nitruration réductrice dans un courant d'azote. Le programme de chauffe est tel que la température est élevée de la température ambiante à 1 000 C à une vitesse de 100 C par heure, la pression étant maintenue à la pression atmosphérique. 2608 1 46 Etape (A) Dans la gamme de plus de 1 0O0 C jusqu'à une tempéra- ture prédéterminée, la température est élevée sous des pressions variables au-dessous de 10 kPa (0,1 bar). Etape (B) Ensuite, la température est élevée à une valeur pré- déterminée sous des pressions variables, sauf que, lorsque la tempé- rature prédéterminée est atteinte, elle est maintenue ensuite à cette valeur. Etape (C) Lorsque la température prédéterminée n'est pas atteinte dans l'étape (B), la température est ensuite élevée à cette valeur sous des pressions variables, sauf que, lorsque la tem- pérature prédéterminée est atteinte, elle est ensuite maintenue à cette valeur. Dans chacune des étapes (A), (B) et (C), la température est élevée à une vitesse de 100 C par heure. Lorsque la réaction est terminée, on analyse chacune des poudres de nitrure d'aluminium obtenues par spectrométrie de rayons X pour déterminer les teneurs en impuretés cationiques et en oxygène total. Pour la spectrométrie de rayons X, on utilise l'appareil "System 3070" de la Société Rika Denki Kogyo Co., Ltd. La détermination de la teneur en Na est effectuée par spectrophoto- métrie d'absorption atomique avec l'appareil "Model AA-646" de la Société Shimadzu Corporation. Les résultats d'analyses sont rassemblés dans le tableau 2 ci-après avec les conditions de pression, durée et température utilisées pour chacune des étapes (A), (B) et (C). Le tableau 2 donne également la teneur en alumine n'ayant pas réagi (A1203 oc) présente dans le nitrure d'aluminium, sa dimen- sion moyenne de particules et sa teneur en oxygène total. Tous ces facteurs dépendent des étapes (B) et (C). La mesure de la quantité d'alumine n'ayant pas réagi (A1203 c) est effectuée par diffraction des rayons X; les mesures de dimension moyenne de particules sont effectuées par un analyseur à photo-extinction (appareil "Model SKN 1000" de la Société Seishin Enterprise Co., Ltd.); et les mesures de teneurs en oxygène total sont effectuées par spectrométrie de rayons X comme dans te cas des teneurs en impuretés cationiques. Exemple comparatif On prépare une poudre de nitrure d'aLuminium er répétant les modes opératoires des exemples 1 à 10, sauf que la pression dans le four électrique est maintenue à des pressions normales pendant toute l'opération de nitruration. Les résultats sont égale- ment indiqués dans le tableau 2. Tableau I Impuretés ( % en poids) Na Si Fe Ma Ca Alumine 0,48 0,051 0,036 0,015 0, 021 Carbone 0,09 0,045 0,013 0,025 0,062 Tableau II Ex. Conditions de Ex. 1 Ex. 2 Ex. 3 Ex. 4 Ex. 5 Ex. 6 Ex. 7 Ex. 8 Ex. 9 Ex. 10 comp. fonctionne- Etape ment du four Et(A)pe pression 0,09 0,08 0,035 0,025 0, 017 0.015 0,005 0,005 0,005 0.001 1,0 (bar) durée (h) 2,0 2,5 2,5 1,5 1,0 4,0 1,5 2,5 2,5 1,5 2,5 gamme de tem- o1000- 1000- 1000- 1000- 1000- 1000- 1000- 1000- 1000- 1000- 1000-- pératures ( C) 1200 1250 1250 1150 1100 1400 1150 1250 1250 1150 1250 Etape pression 1,0 0,4 1,8 1,0, 1,00 1 1,0 1,8 2,0 1,0 1,0 (B) (bar) durée (h) 1,5 2,0 1.0 4,0 4,5 1,5 4,0 2,0 2,0 4,0 3,0 gammre de tem- 1200- 1250-b 1250- 1150- 1100- 1400- 1150- 1250- 12501150- 1250- pératures ( C) 1550 1450 1350 1550 1550 1550 1550 1450 1450 1550 1550 Etape pression 1,0 0,7 1,2 1,0 1,0 1,0 1,0 0,4 1,0 1,0 1,0 A (C) (bar) durée (h) 24,5 25,5 35,9 24,5 24,5 24,5 24,5 25, 6 32,0 19,5 24,5 gamme de temr- 1550- 1450- 1350- 1550- 1550-- 1550- 1550- 1450- 14501550- 1550- Impuretés peratures ( C) 1550 1550 1350 1550 1550 1550 1550 1550 1450 1600 1550 Impurets dans le Impuretés Na 0,008 0,007 Alumine a 0,8 03 0,1 0,8 0,8 0,9 0,7 0,1 0,0 0,7 0,9 o0% c, 02 total 1,0 0,5 0,8 0,9 1,2 1,0 0.9 0,4 0,7 0,7 1,1 o Dimension moyenne de Darticules 4,5 5,1 2,7 4,5 4,4 4,7 4,6 3,2 1,8 4,9 5, 0 du nitrure d'aluminium (um) Selon la présente invention, on peut produire une poudre de nitrure d'aluminium qui contient des quantités beaucoup plus faibles d'impuretés cationiques que celles préparées seLon les techniques antérieures. La présente invention permet également de produire une poudre de nitrure d'aluminium qui, outre des teneurs très faibles en impuretés cationiques, a l'avantage d'avoir des teneurs très faibles en oxygène total et/ou de contenir des quanti- tés très faibles en alumine n'ayant-pas réagi, si elle en contient, tout en ayant une faible oimension de particules satisfaisante. La poudre de nitrure d'aluminium produite selon l'invention est avan- tageuse pour l'utilisation comme matériau de choix pour la fabri- cation de produits qui doivent avoir des puretés élevées, comme des supports électriques ayant une conductibilité thermique élevée. En conséquence, la présente invention est très prometteuse pour le développement industriel. Il est entendu que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation préférés décrits ci-dessus à titre d'illustra- tion et que l'homme de l'art peut y apporter diverses modifications et divers changements sans toutefois s'écarter du cadre et de l'esprit de l'invention. 2608 1 4 6 REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication d'une poudre de nitrure d'aluminium par réaction d'un méLange d'alumine et de carbone avec un gaz contenant de l'azote, caractérisé en ce que ledit mélange d'alumine et de carbone est mis en contact avec un gaz inerte contenant de l'azote à une température de 1 000 à 1 400 C sous une pression de pas plus de 10 kPa (0,1 bar) avant le début de la réaction de formation de nitrure d'aluminium. 2. Procédé pour la fabrication d'une poudre se nitrure d'alur.inium par réaction d'un méLange d'alumine et de cabc-ne avez un gaz contenant de l'azote, caractérisé en ce que ledit mélange d'alumine et de carbone est mis en contact avec un gaz inerte contenant de l'azote à une température de 1 000 à 1 400 C sous une pression de pas plus de 10 kPa (0,1 bar) avant le début de la réaction de formation de nitrure d'aluminium, et ensuite ledit mélange est encore mis en contact avec un gaz inerte contenant de l'azote à une température de 1 250 C ou plus sous une pression supérieure à la pression atmosphérique jusqu'à ce que la conversion de la charge d'alumine en nitrure d'aluminium soit d'au moins 5 %. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le pourcentage de conversion de L'alumine en nitrure d'aluminium est déterminé d'après les valeurs intégrées de monoxyde de carbone déchargé du système de réaction, par rapport à la quantité théorique de monoxyde de carbone à produire jusqu'à ce que la réaction soit terminée. 4. Procédé pour la fabrication d'une poudre de nitrure d'aluminium par réaction d'un méLange d'alumine et de carbone avec un gaz contenant de l'azote, caractérisé en ce que ledit mélange d'alumine et de carbone est mis en contact avec un gaz inerte contenant de l'azote à une température de 1 000 à 1 400 C sous une pression de pas plus de 10 kPa (0,1 bar) avant le début de la réaction de formation de nitrure d'aluminium, et ensuite ledit mélange est encore mis en contact avec un gaz inerte contenant de l'azote à une température de 1 250 C ou plus sous une pression 2608 1 4 6 inférieure. la pression atmosphérique comprise dans la gamme de 20 à 80 kPa (0,2 à 0,8 bars). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le pourcentage de conversion de L'alumine en nitrure d'aluminium est déterminé à partir des valeurs intégrées de monoxyde de carbone déchargé du système de réaction, par rapport à la quantité théo- rique de monoxyde de carbone à produire jusqu'à ce que la réaction soit terminée. 6. Procédé pour la fabrication d'une poudre de nitrure d'aluminium par réaction d'un mélange d'alumine et de carbone avec un gaz contenant de l'azote, caractérisé en ce que ledit rélange d'alumine et de carbone est mis en contact avec un gaz inerte contenant de l'azote à une température de 1 000 a 1 400 C sous une pression de pas plus de 10 kPa (0,1 bar) avant le début la réaction de formation le nitrure d'aluminium et ensuite ledit mé- lange est encore mis en contact avec un gaz inerte contenant de l'azote à une température de 1 250 C ou plus sous une pressicn supérieure à la pression atmosphérique jusqu'à ce que la conversion de la charge d'alumine en nitrure d'aluminium soit d'au moins 5 %, puis on met en contact ledit mélange avec un gaz inerte contenant de l'azote à une température de I 200 C ou plus sous une pression inférieure à la pression atmosphérique comprise dans la gamme de 20 à 80 kPa (0,2 à 0,8 bars). 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le pourcentage de conversion de L'aLumine en nitrure d'aluminium est déterminé à partir des valeurs intégrées du monoxyde de carbone déchargé du système de réaction, par rapport à la quantité théo- rique de monoxyde de carbone à produire jusqu'à ce que la réaction soit terminée.