(57)【要約】  窒化アルミニウム焼結体の原料として利用される窒化アルミニウム粒子を開示する。その窒化アルミニウム粒子は、粒子内の結晶方位が揃っており、板状であり、表面に孔を有している。
2019180937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化アルミニウム焼結体の原料として利用される窒化アルミニウム粒子であって、
粒子内の結晶方位が揃っており、
板状であり、
表面に孔を有している、窒化アルミニウム粒子。
【請求項２】
前記孔が貫通孔である請求項１に記載の窒化アルミニウム粒子。
【請求項３】
前記孔が複数設けられている請求項１または２に記載の窒化アルミニウム粒子。
【請求項４】
表面において前記孔が存在しない領域に作成される最大円の径が、表面における面方向最大長さに対して、０．１以上０．９以下である請求項１から３のいずれか一項に記載の窒化アルミニウム粒子。
【請求項５】
前記表面における前記孔の合計面積が、孔が存在しない領域の合計面積に対して、０．０１以上１．５以下である請求項１から４のいずれか一項に記載の窒化アルミニウム粒子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、窒化アルミニウム粒子に関する技術を開示する。特に、本明細書は、窒化アルミニウム焼結体の原料として用いる窒化アルミニウム粒子に関する技術を開示する。
【背景技術】
【０００２】
平板状の窒化アルミニウム粒子が国際公開ＷＯ２０１４／１２３２４７Ａ１（以下、特許文献１と称する）に開示されている。特許文献１は、面方向長さＬが３〜１１０μｍ、厚み方向長さＤが２〜４５μｍの窒化アルミニウム粒子を開示している。特許文献１の窒化アルミニウム粒子は、樹脂に添加する熱伝導フィラー、あるいは、高強度の窒化アルミニウム焼結体の原料として用いられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記したように、特許文献１の窒化アルミニウム粒子は、樹脂に添加する熱伝導フィラー、あるいは、高強度の窒化アルミニウム焼結体の原料として用いられる。そのため、特許文献１の窒化アルミニウム粒子は、窒化アルミニウム焼結体の原料として用いられる場合であっても、窒化アルミニウム焼結体に透明度が要求されていない。本発明者らは、窒化アルミニウム粒子を用いて透明度の高い窒化アルミニウム焼結体を製造する研究を開始した。しかしながら、本発明者らの研究の結果、従来の窒化アルミニウム粒子では、透明度が高い窒化アルミニウム焼結体を製造することが困難であることが判明した。すなわち、透明度が高い窒化アルミニウム焼結体を得るためには、従来とは異なる新規な窒化アルミニウム粒子が必要であることが判明した。本明細書は、透明度が高い窒化アルミニウム焼結体の原料として好適に利用可能な窒化アルミニウム粒子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書は、窒化アルミニウム焼結体の原料として利用される窒化アルミニウム粒子を開示する。その窒化アルミニウム粒子は、粒子内の結晶方位が揃っており、板状であり、表面に孔を有していてよい。なお、「窒化アルミニウム粒子の表面」とは、窒化アルミニウム粒子の構成面のうちの最も面積が広い面のことであり、厚み方向の端面のことを意味する。また、便宜上「表面」と「裏面」を区別して表現することもあるが、両者を区別する必要がない限り、「表面」という表現は、「表面」と「裏面」の双方を意味する。【０００５】
窒化アルミニウム焼結体の透明度を高くするためには、窒化アルミニウム粒子の焼結を促進させ、窒化アルミニウム焼結体を高密度にする（内部に残存する気孔を少なくする）ことが必要である。窒化アルミニウム粒子のサイズを小さくすると、各粒子の接触界面端の長さ（粒子同士が接触している部分の端縁の長さ）が増大し、焼結が促進され易くなる。焼結は、各粒子の接触界面端から進行するからである。そのため、従来の窒化アルミニウム粒子であっても、粒子サイズを選別する（小サイズの窒化アルミニウム粒子を用いる）ことにより、焼結を促進させ易くすることはできる。しかしながら、小サイズの窒化アルミニウム粒子を用いた場合、平板状の粒子（面方向と厚み方向のアスペクト比が高い粒子）であっても、各粒子の結晶方位を揃えて成形体（焼成前の成形体）を作製ことが難しくなり、焼成前成形体を作製する工程が煩雑となる。なお、焼成前成形体の結晶方位が乱れていると、窒化アルミニウム焼結体の結晶方位も乱れ、透明度が低下する。【０００６】
上記窒化アルミニウム粒子は、表面に孔が設けられているので、互いに接触する他の窒化アルミニウム粒子の表面に非接触部分を設けることができる。すなわち、表面に孔を設けることによって、接触界面端を長く確保することができる。そのため、大サイズの窒化アルミニウム粒子を用いても、窒化アルミニウム粒子の焼結が促進され、透明度の高い窒化アルミニウム焼結体を得ることができる。なお、上記窒化アルミニウム粒子は、大サイズの窒化アルミニウム粒子を用いることができるので、焼成前成形体を作製する工程において、各粒子の結晶方位を容易に揃えることができる。また、焼成前成形体を作製する工程において、粒子の凝集を抑制することもできる。上記窒化アルミニウム粒子を用いると、結晶軸の配向性が高く、透明度の高い窒化アルミニウム焼結体を製造することができる。【０００７】
上記窒化アルミニウム粒子では、表面に設けられた孔が貫通孔であってよい。すなわち、上記窒化アルミニウム粒子では、孔が、非貫通のくぼみではなく、表面から裏面に至る貫通孔であってよい。表面と裏面の双方で接触界面端を長く確保することができ、さらに焼結が促進され易くなる。【０００８】
また、上記窒化アルミニウム粒子では、孔（非貫通孔、貫通孔）が複数設けられていてよい。複数の孔を有することにより、粒子表面の接触界面端を長く確保することができる。【０００９】
上記窒化アルミニウム粒子では、表面において孔が存在しない領域に作成し得る最大円の径が、表面における面方向最大長さに対して、０．１以上０．９以下であってよい。上記長さの比が０．１未満の場合、粒子強度が低くなり、良好な窒化アルミニウム焼結体が得られ難くなる。一方、上記長さの比が０．９超の場合、孔を設ける効果が得られ難くくなる。すなわち、上記比が０．９超の場合、孔が存在しない範囲が広くなりすぎ、粒子表面に接触界面端が存在しない領域（非接触部分が存在しない領域）が広くなりすぎ、焼結を促進させる効果が得られ難くくなる。【００１０】
上記窒化アルミニウム粒子では、表面における孔の合計面積が、孔が存在しない領域の合計面積に対して、０．０１以上１．５以下であってよい。より具体的にいうと、表面のうちの孔が設けられていない部分の合計面積をＳ１とし、孔の合計面積をＳ２としたときに、０．０１≦（Ｓ２／Ｓ１）≦１．５を満足していてよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】窒化アルミニウム粒子の表面状態を模式的に示す。
【図２】窒化アルミニウム粒子に設けられた孔を説明するための図を示す。
【図３】複数の孔を有する窒化アルミニウム粒子の利点を説明するための図を示す。
【図４】焼成前成形体を模式的に示す。
【図５】実施例のまとめを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本明細書で開示される技術の実施形態を説明する。
【００１３】
本明細書では、窒化アルミニウム焼結体の原料として利用される窒化アルミニウム粒子を開示する。窒化アルミニウム焼結体の製造では、まず、窒化アルミニウム粒子を用いて所定サイズの焼成前成形体を成形する。焼成前成形体は、例えば、窒化アルミニウム粒子を含むスラリーをフィルム上に塗布・乾燥し、所定厚さになるようにフィルムから剥がした成形体を積層し、静水圧プレスすることにより成形する。その成形体について成形する際に添加した成形助剤を脱脂後、焼成前成形体を加圧しながら所定温度で焼成することにより、窒化アルミニウムを焼結・粒子成長させ、高密度の（気孔の少ない）窒化アルミニウム１次焼結体を形成する。その後、窒化アルミニウム１次焼結体を無加圧状態で２次焼成し、焼結助剤を除去し、窒化アルミニウム焼結体が得られる。なお、窒化アルミニウム粒子は、酸化アルミニウムを含む原料と炭素源とを、窒素源を含む雰囲気で加熱することにより製造することができる。具体的には、窒化アルミニウム粒子は、下記式（１）に示す反応により製造される。
Ａｌ２Ｏ３＋３Ｃ＋Ｎ２→２ＡｌＮ＋３ＣＯ・・（１）
【００１４】
（酸化アルミニウムを含む原料）
酸化アルミニウムを含む原料は、原料中に酸化アルミニウムを含んでいればよく、他の物質を含まない酸化アルミニウム単体（不可避不純物を除く）であってもよいし、原料中に他の物質を含んでいてもよい。例えば、酸化アルミニウムを含む原料は、原料中に、７０質量％以上の酸化アルミニウムを含んでいてよく、８０質量％以上の酸化アルミニウムを含んでいてよく、９０質量％以上の酸化アルミニウムを含んでいてよく、９５質量％以上の酸化アルミニウムを含んでいてもよい。また、酸化アルミニウムの結晶構造は、α型、γ型，θ型，η型，κ型，χ型等であってよく、特に、α型，γ型であってよい。特に、酸化アルミニウムとしてαアルミナ，γアルミナ，ベーマイト等を用いることにより、良好な反応性が得られる。以下、「酸化アルミニウムを含む原料」を、単に酸化アルミニウム原料と称する。
【００１５】
（酸化アルミニウム原料の形状）
酸化アルミニウム原料の形状は、板状であってよく、高アスペクト比を有していてよい。アスペクト比は、３以上であってよく、５以上であってよく、１０以上であってよく、２０以上であってよく、３０以上であってよく、５０以上であってよく、７０以上であってよく、１００以上であってよく、１２０以上であってもよい。目的とする窒化アルミニウム粒子の用途にも依るが、高アスペクト比（アスペクト比３以上）の酸化アルミニウム原料を用いることにより、高アスペクト比の窒化アルミニウム粒子が得られる。板状で高アスペクト比の窒化アルミニウム粒子は、ドクターブレード等を利用することによって配向させることができ、結晶軸方向（結晶方位）の制御が必要な製品（例えば、透明度の高い窒化アルミニウム焼結体）の原料として好適に使用することができる。
【００１６】
酸化アルミニウム原料のサイズは、面方向長さＬが０．２μｍ以上であってよく、０．６μｍ以上であってよく、２μｍ以上であってよく、５μｍ以上であってよく、１０μｍ以上であってよく、１５μｍ以上であってもよい。また、面方向長さＬは、５０μｍ以下であってよく、２０μｍ以下であってよく、１８μｍ以下であってよく、１５μｍ以下であってもよい。また、厚み方向長さＤは０．０５μｍ以上であってよく、０．１μｍ以上であってよく、０．３μｍ以上であってよく、０．５μｍ以上であってよく、０．８μｍ以上であってもよい。また、厚み方向長さＤは、２μｍ以下であってよく、１．５μｍ以下であってよく、１．０μｍ以下であってもよい。酸化アルミニウム原料のサイズは、合成後の窒化アルミニウム粒子のサイズに反映される。そのため、酸化アルミニウム原料のサイズは、目的とする窒化アルミニウム粒子の用途に応じて、適宜選択することができる。なお、アスペクト比は、（面方向長さＬ／厚み方向長さＤ）で示される。
【００１７】
（炭素源）
炭素源は、酸化アルミニウムの還元剤として用いられる。炭素源は、窒化アルミニウム粒子を合成する（酸化アルミニウムを加熱する）環境で、酸化アルミニウム原料と接触し得るものであればよい。例えば、炭素源は、酸化アルミニウム原料に混合される固体であってよい。あるいは、炭素源は、窒化アルミニウム粒子を合成する環境内（合成雰囲気内）に供給される炭化物ガスであってよい。あるいは、炭素源は、酸化アルミニウム原料を収容する容器、その容器内に配置される治具等、合成雰囲気内で酸化アルミニウム原料に接触するカーボン製の部品であってもよい。
【００１８】
酸化アルミニウム原料に混合する固体の炭素源として、カーボンブラック、黒鉛等を用いることができる。カーボンブラックは、ファーネス法，チャンネル法等で得られるカーボンブラック，アセチレンブラック等を用いることができる。カーボンブラックの粒径は、特に限定されないが、０．００１〜２００μｍであってよい。なお、酸化アルミニウム原料に混合する固体の炭素源として、有機化合物を用いてもよい。例えば、炭素源として、フェノール樹脂，メラミン樹脂，エポキシ樹脂，フランフェノール樹脂等の合成樹脂縮合物、ピッチ，タール等の炭化水素化合物、セルロース，ショ糖，ポリ塩化ビニリデン，ポリフェニレン等の有機化合物を用いてもよい。上記した固体の炭素源のうち、カーボンブラックは、反応性が良好であるという観点より、特に有用である。
【００１９】
酸化アルミニウム原料と固体の炭素源を混合するときに、水，メタノール，エタノール，イソプロピルアルコール，アセトン，トルエン，キシレン等の溶媒を用いて混合してもよい。酸化アルミニウム原料と炭素源の接触状態を良好にすることができる。なお、混合後、エバポレータ等を利用して混合原料を乾燥させてもよい。
【００２０】
炭化物ガスとして、メタン，エタン，プロパン，ブタン，エチレン等の直鎖の炭化水素、メタノール，エタノール，プロパノール等のアルコール類、ベンゼン，ナフタレン等の芳香族炭化水素等を用いることができる。直鎖の炭化水素は、熱分解の容易性より、特に有用である。なお、炭素源として炭化水素ガスを用いることにより、酸化アルミニウム原料と炭素源が良好に接触し、窒化アルミニウム粒子の製造時間を短縮することができる。なお、炭化物ガスとして、フッ化炭素（ＣＦ４），フッ化炭化水素（ＣＨ３Ｆ４）等のフッ化物等を用いることもできる。
【００２１】
（窒素源）
窒素源として、窒素ガス、アンモニアガス、及びこれらの混合ガスを用いることができる。アンモニアガスは、安価であり、取扱いが容易なため、窒素源として特に有用である。また、窒素源としてアンモニアガスを用いることにより、反応性が向上し、窒化アルミニウム粒子の製造時間を短縮することができる。
【００２２】
酸化アルミニウム原料に対する窒素源の供給量は、１〜６Ｌ／ｍｉｎであってよい。窒素源の供給量が少ない程、酸化アルミニウムの表面と内部で還元窒化反応の速度差が大きくなり、窒化アルミニウム粒子の表面に孔が形成されやすくなる。具体的には、窒素源の供給量が少なくなるに従い、酸化アルミニウムの表面の窒化に対して、内部の窒化が遅れる現象が顕著になる。この場合、酸化アルミニウムの内部が窒化するときに生じるガスが外部に放出される際、酸化アルミニウム（窒化アルミニウム）の表面に孔を形成する。
【００２３】
（窒化温度）
窒化温度（保持温度）は、１４５０℃以上１９００℃以下であってよい。窒化温度は、１４５０℃以上であってよく、１５００℃以上であってよく、１６００℃以上であってもよい。窒化温度を１４５０℃以上にすることにより、製造時間の長期化、及び、未反応の酸化アルミニウムの残存を防止することができる。さらに、窒化温度を１４５０℃以上にすることにより、結晶方位の不整合を防止することもできる。また、エネルギーコストを抑制するという観点より、窒化温度は、１８００℃以下であってよく、１７００℃以下であってもよい。なお、窒化温度が１８００℃を超えると、窒化アルミニウム粒子の内部で焼結が起こり、孔が塞がる現象が起こり得る。なお、窒化時間（保持時間）は、未反応の酸化アルミニウムの残存を防止するという観点より、３時間以上であってよく、５時間以上であってよく、８時間以上であってもよい。また、窒化時間は、工業的な観点より、２０時間以下であってよく、１５時間以下であってよく、１０時間以下であってもよい。
【００２４】
酸化アルミニウムの還元窒化反応が始まる温度（９００℃）から窒化温度までの昇温速度は、５〜２００℃／ｈｒであってよい。なお、９００℃までの昇温速度は、９００℃から窒化温度までの昇温速度と同じでもよいし、異なっていてもよい。例えば、室温から９００℃までの昇温速度を、９００℃から窒化時間までの昇温速度より速くしてもよい。窒化アルミニウム粒子の製造に要する時間（具体的には、９００℃に達する時間）を短縮することができる。
【００２５】
（後熱処理）
窒化アルミニウム粒子の合成後、大気または酸素雰囲気で加熱（熱処理）し、得られた窒化アルミニウム粒子中に残存している炭素を除去してもよい。この熱処理は、炭素源が酸化アルミニウム原料に混合される固体である場合に特に有用である。後熱処理温度は、残存炭素を確実に除去するという観点より、５００℃以上であってよく、６００℃以上であってよく、７００℃以上であってもよい。また、後熱処理温度は、窒化アルミニウム粒子の表面の酸化を抑制するという観点より、９００℃以下であってよく、８００℃以下であってもよい。なお、後熱処理時間は、後熱処理温度に応じて適宜選択することができるが、例えば３時間以上であってよい。
【００２６】
（窒化アルミニウム粒子の形状）
窒化アルミニウム粒子は、結晶方位が揃っていてよい。窒化アルミニウム粒子の結晶方位が揃っていれば、焼成前成形体内で窒化アルミニウム粒子を規則正しく配置することによって、窒化アルミニウム焼結体の結晶方位を揃えることができる。窒化アルミニウム焼結体の結晶方位を揃えることによって、透明度の高い窒化アルミニウム焼結体が得られる。換言すると、窒化アルミニウム粒子の結晶方位が揃っていないと、焼成前成形体内で窒化アルミニウム粒子を規則正しく配置しても、窒化アルミニウム焼結体の結晶方位が揃わず、透明度が低下する。なお、窒化アルミニウム結晶のｃ軸が粒子表面（粒子を構成する面のうちの面積が最も大きい面）に表れていてよい。すなわち、ｃ軸が窒化アルミニウム粒子の厚み方向（粒子表面に略直交する方向）に伸びていてよい。なお、結晶方位が揃っているか否かは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）で得られた電子画像を後方散乱回折法（ＥＢＳＤ：Electron BackScatter Diffraction）で結晶方位毎にマッピングし、全体に占める特定の結晶方位の割合に基づいて決定してよい。例えば、ＥＢＳＤを用いて窒化アルミニウム粒子の表面（または裏面）を結晶方位毎にマッピングし、全体に占める（００１）面の割合（面積比）を算出し、面積比が８０％以上の状態を「結晶方位が揃っている」と判断してよい。
【００２７】
窒化アルミニウム粒子は、板状であり、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）が３以上であってよい。すなわち、板状の窒化アルミニウム粒子の面方向長さ（表裏面の最大長さ）Ｌと厚み方向長さ（表裏面を結ぶ方向の長さ）Ｄの比が、３以上であってよい。なお、厚み方向長さＤは、窒化アルミニウム粒子を一対の平行な平面で挟んだときに、平面間の距離が最小となる部分の長さ（すなわち、厚み）であってよい。また、表裏面の形状は、例えば六角形等の多角形であってよい。アスペクト比が３以上であれば、焼成前成形体内において窒化アルミニウム粒子が規則正しく配置され（窒化アルミニウム粒子が配向し）、焼成後の窒化アルミニウム焼結体の結晶方位が揃い易くなる。
【００２８】
窒化アルミニウム粒子の面方向長さ（長手方向サイズ）Ｌは、０．６μｍ以上であってよく、１μｍ以上であってよく、１．５μｍ以上であってよく、２μｍ以上であってもよい。窒化アルミニウム粒子の面方向長さＬが小さすぎると、粒子同士が凝集し、高配向（結晶軸の配向度が高い）窒化アルミニウム焼結体が得られないことがある。また、窒化アルミニウム粒子の面方向長さＬは、２５μｍ以下であってよく、２０μｍ以下であってよく、１５μｍ以下であってよく、１０μｍ以下であってよく、５μｍ以下であってもよい。窒化アルミニウム粒子の面方向長さＬが大きすぎると、窒化アルミニウム焼結体を製造する際、焼結が起こり難くなり、窒化アルミニウム焼結体の密度（理論密度に対する相対密度）が低くなることがある。窒化アルミニウム焼結体の密度が低下すると、窒化アルミニウム焼結体の内部に気孔が残存し、窒化アルミニウム焼結体の透明度が低下する。窒化アルミニウム粒子の面方向長さＬが上記範囲（０．６〜２５μｍ）内であれば、高配向で透明度の高い窒化アルミニウム焼結体を製造することができる。なお、窒化アルミニウム焼結体の透明度は、窒化アルミニウム焼結体に特定波長の光（レーザ）を照射し、その光の直線透過率で評価することができる。
【００２９】
窒化アルミニウム粒子の厚み方向長さ（短手方向サイズ）Ｄは、０．０５μｍ以上であってよい。窒化アルミニウム粒子の厚み方向長さＤが０．０５μｍ未満になると、窒化アルミニウム焼結体を製造する際、例えば、原料の混合工程において窒化アルミニウム粒子の形状が崩れることがある。粒子形状が崩れることにより、焼成前成形体を成形する際、窒化アルミニウム粒子の配向度が低下することがある。なお、窒化アルミニウム粒子の厚み方向長さＤは、０．１μｍ以上であってよく、０．３μｍ以上であってよく、０．５μｍ以上であってよく、０．８μｍ以上であってもよい。
【００３０】
また、窒化アルミニウム粒子の厚み方向長さＤは、２μｍ以下であってよく、１．５μｍ以下であってよく、１μｍ以下であってよく、０．５μｍ以下であってもよい。窒化アルミニウム粒子の厚み方向長さＤが大きすぎると、例えば、ドクターブレード等を用いて焼成前成形体の厚みを調整する際、ブレードから窒化アルミニウム粒子に加わる剪断応力を粒子側面（厚み方向に平行な面）で受ける割合が増え、窒化アルミニウム粒子の配列が乱れることが起こり得る。また、窒化アルミニウム粒子の厚み方向長さＤが大きすぎると、結果的にアスペクト比が低下し、窒化アルミニウム粒子が規則正しく配列されにくくなる。窒化アルミニウム粒子の厚み方向長さＤが上記範囲（０．０５〜２μｍ）内であれば、高配向で透明度の高い窒化アルミニウム焼結体を製造することができる。
【００３１】
窒化アルミニウム粒子の表面、及び／又は、裏面に、孔が形成されていてよい。窒化アルミニウム粒子の表面に孔を設けることにより、窒化アルミニウム粒子の表面（裏面）に、他の窒化アルミニウム粒子に接触しない部分（非接触部分）を設けることができる。その結果、窒化アルミニウム粒子の接触界面端を長く確保することができ、窒化アルミニウム粒子の焼結が促進され易くなる。また、孔が設けられていることにより、ドクターブレード等を用いて焼成前成形体の厚みを調整する際に粒子同士の凝集を抑制することができる。以下、図面を参照し、窒化アルミニウム粒子に設けられている孔について説明する。
【００３２】
図１は、窒化アルミニウム粒子１０の表面（ｃ面）を模式的に示している。窒化アルミニウム粒子１０の表面に孔２が設けられている。孔２の数は、図１（Ａ）に示すように複数であってもよいし、図１（Ｂ）に示すように単数（１個）であってもよい。上記したように、孔２の数は、窒素源の供給量を変化させることによって調整することができる。孔２のサイズは、特に限定されないが、０．１〜５μｍであってよい。
【００３３】
窒化アルミニウム粒子１０の表面うち、孔２が設けられていない部分の合計面積をＳ１とし、孔２の合計面積をＳ２としたときの孔２の面積割合α（α＝Ｓ２／Ｓ１）は、０．０１以上であってよく、０．０５以上であってよく、０．１以上であってよく、０．３以上であってよく、０．５以上であってよく、０．７以上であってもよい。また、面積割合αは、１．５以下であってよく、１．３以下であってよく、１．２以下であってよく、１．０以下であってよく、０．９以下であってもよい。面積割合αが小さすぎると（孔２の割合が低すぎると）、窒化アルミニウム粒子１０の表面において接触界面端を長く確保することが困難となり、良好な（透明度が高い）窒化アルミニウム焼結体が得られ難くなる。一方、面積割合αが大きすぎると（孔２の割合が高すぎると）、窒化アルミニウム粒子１０の強度が低下し、窒化アルミニウム粒子１０の形状を保持することが難しくなる。なお、孔２のサイズを調整するよりも、孔２の面積割合αを適値に調整することの方が、窒化アルミニウム焼結体の透明度を向上させる寄与度が大きい。また、孔２のサイズを調整するよりも、孔２の数を調整することの方が、面積割合αの調整を行い易い。
【００３４】
また、窒化アルミニウム粒子１０の表面における面方向最大長さを長さ１０ａとし、孔２が存在しない領域に作成される最大円６の直径を径６ｒとしたときに、両者の長さ比β（β＝径６ｒ／長さ１０ａ）は、０．１以上であってよく、０．２以上であってよく、０．３以上であってよく、０．５以上であってもよい。また、長さ比βは、０．９以下であってよく、０．８以下であってよく、０．７以下であってもよい。長さ比βが大きくなり過ぎると、窒化アルミニウム粒子１０の表面において孔２が存在しない領域が増加する（図１（Ａ）と（Ｂ）を比較参照）。その結果、窒化アルミニウム粒子１０の表面において、他の窒化アルミニウム粒子と非接触な領域が減少し（他の窒化アルミニウム粒子と接触している領域が広くなり）、表面に接触界面端が存在しない領域が広くなり、焼結を促進する効果が得られ難くなる。一方、長さ比βが大きくなり過ぎると、窒化アルミニウム粒子１０の強度が低下し、窒化アルミニウム粒子１０の形状を保持することが難しくなる。長さ比βは、窒化アルミニウム粒子１０の表面における孔２の位置を調整したり、孔２のサイズを調整したり、孔２の数を調整することによって、調整することができる。孔２の位置及びサイズは、調整することが難しい。そのため、長さ比βは、孔２の数を変化させることによって調整することが好ましい。このことからも、孔２の数は複数であることが好ましい。
【００３５】
孔２は、図２（Ａ）に示すように底を有する形態（くぼみ２ａ）であってもよいし、図２（Ｂ）に示すように貫通孔２ｂであってもよい。あるいは、１つの窒化アルミニウム粒子１０が、くぼみ２ａと貫通孔２ｂの双方を有していてもよい。なお、図２（Ａ），（Ｂ）ともに、表面及び裏面に２個の孔２が設けられている。しかしながら、図２（Ａ）は孔２（くぼみ２ａ）の数が４個であり、図２（Ａ）は孔２（貫通孔２ｂ）の数が２個である。すなわち、窒化アルミニウム粒子１０の表面に設けられてる孔２が貫通孔２ｂであれば、少ない孔で表面（及び裏面）に多くの孔を設けることができる。
【００３６】
上記したように、孔２の数は複数であることが好ましい。図３に示すように、孔２の数が複数であれば、１個の大きな窒化アルミニウム粒子１０を、複数の小さな窒化アルミニウム粒子１０ａ，１０ｂ，１０ｃの集合体と捉えることもできる。図３は、近くの孔２同士を仮想線で結び、１つの窒化アルミニウム粒子１０を３個の窒化アルミニウム粒子１０ａ，１０ｂ，１０ｃに区画して示したものである。
【００３７】
図４は、窒化アルミニウム粒子１０を積層した焼成前成形体１２を示している。窒化アルミニウム粒子１０を積層すると、窒化アルミニウム粒子１０の表面（または裏面）の一部が、他の窒化アルミニウム粒子１０の孔２に面する。その結果、窒化アルミニウム粒子１０の表面（または裏面）に、他の窒化アルミニウム粒子１０と非接触な部分（孔２に露出する部分）が形成される。すなわち、窒化アルミニウム粒子１０の表面に、接触界面端８が形成される。例えば、図４の窒化アルミニウム粒子１０ａ，１０ｂに着目すると、仮に孔２が存在しない場合、接触端縁８は、窒化アルミニウム粒子１０ａ，１０ｂの外縁と窒化アルミニウム粒子１０ａ，１０ｂの表面が接触する部分（接触界面端８ａ）のみである。しかしながら、孔２を設けることにより、接触界面端８ｂが形成され、窒化アルミニウム粒子１０ａと１０ｂの接触界面端が長くなる。窒化アルミニウム粒子１０の焼成（粒成長）は、接触界面端８から進行する。窒化アルミニウム粒子１０に孔を設けることにより、接触界面端８の長さが増大し、焼成が促進される。なお、孔２が貫通孔２ａであれば、接触界面端８の長さもより増大し、さらに焼成が促進される。
【００３８】
窒化アルミニウム粒子の比表面積は、０．４ｍ２／ｇ以上であってよく、１ｍ２／ｇ以上であってよく、２ｍ２／ｇ以上であってよく、３．５ｍ２／ｇ以上であってよく、５ｍ２／ｇ以上であってよく、８ｍ２／ｇ以上であってもよい。比表面積が小さすぎると、焼成の際、窒化アルミニウム粒子が焼結しにくくなり、高密度の窒化アルミニウム焼結体が得られないことがある。また、比表面積は、１６ｍ２／ｇ以下であってよく、１３ｍ２／ｇ以下であってよく、１０ｍ２／ｇ以下であってもよい。比表面積が大きすぎると、窒化アルミニウム粒子が凝集し易くなり、焼成前成形体内で窒化アルミニウム粒子を高配向に配置することができず、結晶方位の揃った窒化アルミニウム焼結体が得られないことがある。また、比表面積が大きすぎると、例えば、ドクターブレード等を用いて焼成前成形体を成形する際、ブレードから窒化アルミニウム粒子に加わる剪断応力が小さくなり、窒化アルミニウム粒子の配列が乱れることが起こり得る。窒化アルミニウム粒子の比表面積が上記範囲（０．４〜１６μｍ）内であれば、高配向の焼成前成形体を成形することができ、その焼成前成形体を焼成することにより、高密度で透明度の高い窒化アルミニウム焼結体を製造することができる。
【００３９】
（不純物濃度）
窒化アルミニウム粒子に含まれる不純物（不純物金属、酸素等）は、少ないことが好ましい。具体的には、不純物金属は、０．２ｗｔ％以下であってよく、０．１ｗｔ％以下であってよく、０．０７ｗｔ％以下であってよく、０．０５ｗｔ％以下であってもよい。また、酸素含有量は、２ｗｔ％以下であってよく、１．５ｗｔ％以下であってよく、１ｗｔ％以下であってよく、０．９ｗｔ％以下であってもよい。窒化アルミニウム粒子内の不純物濃度が高くなると、窒化アルミニウム焼結体に含まれる不純物濃度も高くなる。窒化アルミニウム焼結体内の不純物濃度が高くなると、窒化アルミニウム焼結体の透明度が低下（直線透過率の低下）したり、熱伝導率が低下することが起こり得る。窒化アルミニウム粒子内の不純物濃度が上記範囲（不純物金属０．２ｗｔ％以下、酸素含有率２ｗｔ％以下）であれば、透明度の高い窒化アルミニウム焼結体を製造することができる。
【００４０】
（窒化アルミニウム焼結体の製造）
窒化アルミニウム焼結体は、窒化アルミニウム粒子を含むスラリー状の原料をシート状に成形し、シート状成形体を積層して焼成前成形体を形成し、１次焼成、２次焼成を経て製造することができる。スラリー状の原料は、窒化アルミニウム粒子と炭酸カルシウム，イットリア、Ｃａ−Ａｌ−Ｏ系の焼成助剤等の助剤を混合した混合原料を作成し、その混合原料にバインダ、可塑剤、分散剤等を添加して生成することができる。バインダとして、ポリビニルブチラール（品番ＢＭ−２、積水化学工業（株）製）を用いることができる。可塑剤として、ジ（２−エチルヘキシル）フタレート（黒金化成（株）製）を用いることができる。分散剤としてトリオレイン酸ソルビタン（レオドールＳＰ−Ｏ３０、花王（株）製）、分散媒として２−エチルヘキサノール、キシレン、１−ブタノール、それらの混合液等を用いることができる。なお、スラリー状の原料内に、０．１〜２μｍの粒状の窒化アルミニウム粒子を加えてもよい。なお、球状窒化アルミニウム粒子は、市販のものを用いることができ、一例として、市販の窒化アルミニウム粉末（トクヤマ（株）製、Ｆグレード、平均粒径１．２μｍ）が挙げられる。シート成形体は、例えばドクターブレード法を用いて成形することができる。１次焼成及び２次焼成の温度は、１４００〜２１００℃で行うことができる。また、１次焼成は、焼成前成形体（焼成用積層体）を加圧した状態で行うことができる。１次焼成により窒化アルミニウム粒子が粒成長し、２次焼成により１次焼成後の窒化アルミニウム焼結体に残存していた助剤を除去することができる。
【００４１】
（窒化アルミニウム焼結体の特徴）
窒化アルミニウム焼結体のｃ面配向度（窒化アルミニウム焼結体を構成している窒化アルミニウム結晶のｃ軸の配向度）は、９５％以上であってよく、９７％以上であってよく、１００％であってもよい。また、窒化アルミニウム焼結体の相対密度は、９９％以上であってよく、９９．８％以上であってよく、１００％であってもよい。窒化アルミニウム粒子に含まれる不純物金属濃度は、０．０４ｗｔ％以下であってよい。窒化アルミニウム粒子に含まれる酸素濃度は、０．６ｗｔ％以下であってよい。また、窒化アルミニウム焼結体の直線透過率は、波長４５０ｎｍの光を用いてときに、３０％以上であってよく、６０％以上であってよく、６５％以上であってもよい。
【実施例】
【００４２】
以下、窒化アルミニウム粒子、窒化アルミニウム粒子を用いて製造した窒化アルミニウム焼結体の実施例を示す。なお、以下に示す実施例は、本明細書の開示を説明するためのものであり、本明細書の開示を限定するものではない。【００４３】
（実施例１：窒化アルミニウム粒子の製造）
まず、板状の酸化アルミニウム１００ｇ，カーボンブラック（三菱化学（株））５０ｇ，アルミナ玉石（φ２ｍｍ）１０００ｇ，ＩＰＡ（イソプロピルアルコール：トクヤマ（株）製、トクソーＩＰＡ）３５０ｍＬを、３０ｒｐｍで２４０分間混合し、混合物を得た。なお、酸化アルミニウムは、平均粒径（面方向長さ）１０μｍ、平均厚さ（厚み方向長さ）０．５μｍ、アスペクト比２０のものを用いた。得られた混合物からアルミナ玉石を除去し、その混合物をロータリーエバポレータを用いて乾燥させた。その後、残存した混合物を乳鉢で軽く解砕し（比較的弱い力で、凝集した粒子を分離させ）、カーボン製の坩堝に１５０ｇ充填した。その後、混合物を充填した坩堝を加熱炉内に配置し、窒素ガス３Ｌ／ｍｉｎ流通下で昇温速度５０℃／ｈｒで１６００℃まで昇温し、１６００℃で２０時間保持した。加熱終了後、自然冷却し、坩堝から試料を取り出し、マッフル炉を用いて酸化雰囲気下で６５０℃で１０ｈｒ熱処理（後熱処理）し、板状の窒化アルミニウム粒子を得た。なお、後熱処理は、試料中に残存している炭素を除去するために行った。【００４４】
（窒化アルミニウム粒子の評価）
得られた窒化アルミニウム粒子について、粒子形状、結晶方位、表面状態（孔の有無）の評価を行った。評価結果を図５に示す。【００４５】
（粒子形状）
窒化アルミニウム粒子の形状は、得られた窒化アルミニウム粒子をＳＥＭ（日本電子（株）製，ＪＳＭ−６３９０）を用いて１０００〜２０００倍で撮影し、撮影した画像から無作為に３０個の粒子を選択し、面方向長さ（粒径）及び厚み方向長さの測定を行った。また、面方向長さＬ（μｍ）、厚み方向長さＤ（μｍ）より、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）を計算した。図５に示すように、得られた窒化アルミニウム粒子の形状は、原料（酸化アルミニウム）とほぼ同一であった。【００４６】
（結晶方位）
結晶方位の測定は、ＳＥＭに取り付けられたＥＢＳＤ（オックスフォード・インストゥルメンツ(株)製  Aztec  HKL)を用いて評価した。なお、結晶方位の評価は、窒化アルミニウム粒子の表面または裏面について、孔が形成されていない部分について行った。すなわち、窒化アルミニウム粒子の厚み方向に直交する面（表面または裏面）であり、窒化アルミニウム粒子を構成する面のうちの面積が最も大きい面について結晶形態の評価を行った。具体的には、窒化アルミニウム粒子の表面（または裏面）のうち、孔が形成されていいない部分を結晶方位毎にマッピングし、全体に占める（００１）面の割合（面積比）を算出し、結晶方位が揃っているか否かを判断した。面積比が８０％以上の場合は結晶方位が揃っているとし、８０％未満の場合は結晶方位が揃っていないと判断した。図５に、結晶方位が揃っている場合「○」、結晶方位が揃っていない場合「×」を付している。図５に示すように、得られた窒化アルミニウム粒子の結晶方位は揃っていた。【００４７】
（表面状態）
窒化アルミニウム粒子の表面状態は、得られた窒化アルミニウム粒子をＳＥＭ（日本電子（株）製，ＪＳＭ−６３９０）を用いて１０００〜２０００倍で撮影し、撮影した画像から無作為に３０個の粒子を選択して評価した。具体的には、孔の有無、孔の種類（くぼみ、又は、貫通孔）、孔の数（１個、又は、複数）、孔が存在しない領域に作成される最大円の径の面方向最大長さに対する比（長さ比β）、孔が存在しな領域の合計面積に対する孔の合計面積の割合（面積割合α）について評価した。孔の有無及び孔の数については、目視で評価した。また、孔の種類（くぼみ，貫通孔）についても、ＳＥＭで撮影した画像から判断した。孔が貫通孔の場合は、孔内にＳＥＭ試料台が確認される。面積割合αについては、撮影した画像から窒化アルミニウム粒子の表面の面積Ｓと孔の合計面積Ｓ２を算出し、その結果より孔が存在しない領域の合計面積Ｓ１を算出し（Ｓ１＝Ｓ−Ｓ２）、面積割合α＝Ｓ２／Ｓ１を算出することにより得た。長さ比βについては、図１で説明したように、窒化アルミニウム粒子の面方向長さ１０ａ（最大長さ）を測定し、窒化アルミニウム粒子の表面に孔を含まない最大円６を作成し、最大円６の直径６ｒを求め、長さ比β＝６ｒ／１０ａを算出することにより得た。図５に示すように、窒化アルミニウム粒子は複数の貫通孔を有しており、長さ比β：０．３０，面積割合α：０．３２という結果が得られた。【００４８】
（窒化アルミニウム焼結体の製造）
得られた窒化アルミニウム粒子を用いて窒化アルミニウム焼結体を製造する方法について説明する。まず、窒化アルミニウム焼結体を焼結する際に用いる助剤（Ｃａ−Ａｌ−Ｏ系の焼成助剤）の合成方法について説明する。助剤は、窒化アルミニウム粒子に混合し、窒化アルミニウム粒子と共に焼成される。【００４９】
（助剤の合成）
炭酸カルシウム（白石カルシウム（株）製、Ｓｈｉｌｖｅｒ−Ｗ）４７ｇ，γ―アルミナ（大明化学工業（株）製、ＴＭ−３００Ｄ）２４ｇ、アルミナ玉石（φ１５ｍｍ）１０００ｇ，ＩＰＡ（トクヤマ（株）製、トクソーＩＰＡ）１２５ｍＬを、１１０ｒｐｍで１２０分間粉砕・混合し、混合物を得た。その後、混合物からアルミナ玉石を除去し、得られた混合物は、ロータリーエバポレータを用いて乾燥させた。混合物をアルミナ製の坩堝に７０ｇ充填した。その後、混合物を充填した坩堝を加熱炉内に配置し、大気中で昇温速度２００℃／ｈｒで１２５０℃ まで昇温し、１２５０℃で３時間保持した。加熱終了後、自然冷却し、坩堝から混合物（助剤）を取り出した。【００５０】
（合成用原料の調整）
次に、上記した助剤を用いて原料を調整する工程について説明する。上記した窒化アルミニウム粒子に対して、助剤（Ｃａ−Ａｌ−Ｏ系助剤）を４．８質量部添加し、合計２０ｇとなるように秤量した。この混合物とアルミナ玉石（φ１５ｍｍ）３００ｇ，ＩＰＡ（トクヤマ（株）製、トクソーＩＰＡ）６０ｍＬを、３０ｒｐｍで２４０分間混合した。得られた混合物からアルミナ玉石を除去し、その混合物をロータリーエバポレータを用いて乾燥させ、合成用原料を得た。【００５１】
（焼成前成形体の作成）
上記合成用原料１００質量部に対し、バインダとしてポリビニルブチラール（積水化学工業製、品番ＢＭ−２）７．８質量部と、可塑剤としてジ（２−エチルヘキシル）フタレート（黒金化成製）３．９質量部と、分散剤としてトリオレイン酸ソルビタン（花王製、レオドールＳＰ−Ｏ３０）２質量部と、分散媒として２−エチルヘキサノールを加えて混合し、原料スラリーを調整した。なお、分散媒の添加量は、スラリー粘度が２００００ｃＰとなるように調整した。得られた原料スラリーを、ドクターブレード法によってＰＥＴフィルム上に成形した。ドクターブレード法を用いることにより、窒化アルミニウム粒子の板面（ｃ面）がＰＥＴフィルムの表面に並ぶように、ＰＥＴフィルム上に原料スラリーが形成される。なお、スラリー厚みは、乾燥後の厚さが３０μｍとなるように調整した。以上の工程により、シート状のテープ成形体を得た。得られたテープ成形体を直径２０ｍｍの円形に切断した後、円形のテープ成形体を１２０枚積層し、焼成前成形体を得た。得られた焼成前成形体を、厚さ１０ｍｍのアルミニウム板上に載置した後、真空パッケージに入れて内部を真空にした。その後、真空パッケージを８５℃の温水中で１００ｋｇｆ／ｃｍ2で静水圧プレスし、円板状の焼成前成形体（焼成用積層体）を得た。【００５２】
（１次焼成）
次に、焼成前成形体を脱脂炉中に配置し、６００℃で１０時間脱脂を行った。その後、１９００℃で１０時間、面圧２００ｋｇｆ／ｃｍ2の条件下で焼成し、その後室温まで降温させ、窒化アルミニウム１次焼結体を得た。なお、ホットプレスの際の加圧方向は、焼成前成形体の積層方向（テープ成形体の表面に略直交する方向）とした。また、加圧は、室温に降温するまで維持した。１次焼成により焼成前成形体を構成していた窒化アルミニウム粒子が粒成長し、成形体内の気孔がなくなることにより、密度（相対密度）の高い窒化アルミニウム１次焼結体が得られる。【００５３】
（２次焼成）
窒化アルミニウム１次焼結体の表面を研削し、φ２０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの試料を作製した。この試料を窒化アルミニウム製の板上に配置し、加熱炉内を窒素雰囲気とし、焼成温度１９００℃で７５時間焼成し、窒化アルミニウム焼結体を得た。２次焼成により、窒化アルミニウム１次焼結体内に残存していた助剤（焼結の際に用いた助剤）が除去され、透明な窒化アルミニウム焼結体が得られる。【００５４】
（窒化アルミニウム焼結体の評価）
得られた窒化アルミニウム焼結体について、ｃ面配向度（ｃ軸の配向度）、相対密度、直線透過率の評価を行った。評価結果を図５に示す。【００５５】
（ｃ面配向度）
窒化アルミニウム焼結体の表面を研磨した後、研磨面に対してＸ線を照射し、ｃ面配向度を測定した。具体的には、ＸＲＤ装置（リガク（株）製、ＲＩＮＴ−ＴＴＲ  ＩＩＩ）を用い、ＣｕＫα線を用いて電圧５０ｋＶ，電流３００ｍＡの条件下、２θ＝２０〜７０°の範囲でＸＲＤプロファイルを測定した。なお、ｃ面配向度（ｆ）は、ロットゲーリング法によって算出した。具体的には、以下の式（３），（４）で得られた結果Ｐ，Ｐ0を、式（２）に代入することにより算出した。なお、式中、Ｐは得られた窒化アルミニウム焼結体のＸＲＤ測定から得られた値であり、Ｐ0は標準窒化アルミニウム（ＪＣＰＤＳカードＮｏ．０７６−０５６６）から算出した値である。なお、（ｈｋｌ）として、（１００），（００２），（１０１），（１０２），（１１０），（１０３）を使用した。
ｆ＝｛（Ｐ−Ｐ0）／（１−Ｐ0）｝×１００・・・（２）
Ｐ0＝ΣＩ0（００２）／ΣＩ0（ｈｋｌ）・・・（３）
Ｐ＝ΣＩ（００２）／ΣＩ（ｈｋｌ）・・・（４）【００５６】
（相対密度）
相対密度は、ＪＩＳ  Ｒ１６３４に記載の方法でかさ密度を測定し、理論密度（3.260）に対する値を算出した。【００５７】
（直線透過率）
焼結後の窒化アルミニウム焼結体をφ１０ｍｍサイズに切断し、４個の窒化アルミニウム焼結体をアルミナ製の定盤（φ６８ｍｍ）の外周部分に等間隔に（定盤の中心と隣り合う窒化アルミニウム焼結体が成す角度が９０°になるように）固定し、粒径が９μｍ及び３μｍのダイヤモンド砥粒を含むスラリーを滴下した銅製ラッピング盤によって研磨し、さらに、コロイダルシリカを含むスラリーを滴下したバフ盤で３００分間研磨した。その後、研磨後のφ１０ｍｍ×０．３ｍｍ厚の試料をイオン交換水、アセトン、エタノールの順でそれぞれ３分間洗浄した後、分光光度計（Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ製、Ｌａｍｂｄａ９００）を用いて波長４５０ｎｍにおける直線透過率を測定した。【００５８】
図５に示すように、本実施例で得られた窒化アルミニウム粒子を用いて窒化アルミニウム焼結体を製造した結果、ｃ面配向度９８．５％、相対密度９９．９％、直線透過率６７％の窒化アルミニウム焼結体が得られた。【００５９】
（実施例２及び３）
実施例１と全く同一の製造方法で窒化アルミニウム粒子、窒化アルミニウム焼結体を製造した。そのため、図５に示すように、窒化アルミニウム粒子の形状、結晶方位、孔の有無、孔の種類、孔の数、面積割合αについては、実施例１と同じ結果であった。しかしながら、実施例２及び３は、実施例１と比較して孔が偏在しており、長さ比βが実施例１よりも大きくなる結果であった。そのため、窒化アルミニウム焼結体の特性（ｃ面配向度、相対密度、直線透過率）は良好であったものの、実施例１の窒化アルミニウム焼結体と比較すると、やや低い結果であった。この結果は、長さ比βが大きくなり過ぎると、窒化アルミニウム粒子の焼結を促進する効果が得られ難くなることを示している。【００６０】
（実施例４〜８）
実施例１と同じサイズの酸化アルミニウムを用いて、窒素ガスの流量を変えたことを除き、実施例１と同様の方法で窒化アルミニウム粒子を製造し、得られた窒化アルミニウム粒子を用いて窒化アルミニウム焼結体を製造した。また、得られた窒化アルミニウム粒子及び窒化アルミニウム焼結体について、実施例１と同様の評価を行った。なお、実施例４及び５は窒素ガスの流量を６Ｌ／ｍｉｎ（実施例１よりも多い）とし、実施例６は窒素ガスの流量を５Ｌ／ｍｉｎ（実施例１よりも多い）とし、実施例７は窒素ガスの流量を２Ｌ／ｍｉｎ（実施例１よりも少ない）とし、実施例８は窒素ガスの流量を１Ｌ／ｍｉｎ（実施例１よりも少ない）とした。【００６１】
図５に示すように、実施例４〜９の窒化アルミニウム粒子は、粒子形状及び結晶方位については、実施例１と同じ結果であった。しかしながら、実施例４及び５は、孔の数が１個であり、特に実施例４は貫通孔が形成されず、くぼみが形成されるに留まった。また、実施例４及び５は、実施例１と比較して孔の数が少ないので、実施例１と比較して長さ比βが大きくなり、面積割合αが小さくなった。なお、実施例４及び５の窒化アルミニウム焼結体は、十分なレベルの特性が得られたものの、実施例１の窒化アルミニウム焼結体と比較すると、やや低い結果であった。この結果は、面積割合αが小さくなり過ぎると、窒化アルミニウム粒子の焼結を促進する効果が得られ難くなることを示している。なお、実施例４と５を比較すると、貫通孔が形成されなかった（くぼみが形成された）実施例４と比較して、貫通孔が形成された実施例５の方が、窒化アルミニウム焼結体の特性は良好であった。実施例４と５の窒化アルミニウム粒子は、孔の種類（貫通孔、くぼみ）を除き、表面状態は等しい。この結果は、窒化アルミニウム粒子に貫通孔を設けることにより、くぼみを設けるよりも、窒化アルミニウム粒子の焼結を促進する効果が得られ易くなることを示している。【００６２】
実施例６の窒化アルミニウム粒子は、複数の貫通孔が形成されたものの、実施例１と比較して面積割合αが小さくなった。実施例６の窒化アルミニウム焼結体は、実施例１と比較して僅かに特性が低かったが、実施例１とほぼ同じレベルの特性が得られた。実施例７の窒化アルミニウム粒子は、面積割合αが実施例１よりも高いことを除き、窒化アルミニウム粒子の形状、結晶方位及び表面状態は同一であった。実施例７の窒化アルミニウム焼結体の特性は、ｃ面配向度、相対密度、直線透過率の全てにおいて、実施例１よりも良好であった。また、実施例８の窒化アルミニウム焼結体の特性も、ｃ面配向度、相対密度、直線透過率の全てにおいて、実施例１よりも良好であった。この結果は、面積割合αが増加することによって、接触界面端が長くなり、焼結が促進されたことを示している。【００６３】
（実施例９〜１１）
実施例１とサイズの異なる酸化アルミニウムを用いたことを除き、実施例１と同様の製造方法で窒化アルミニウム粒子、窒化アルミニウム焼結体を製造した。なお、実施例９は、面方向長さＬ及び厚み方向長さＤが実施例１と異なり、アスペクト比は実施例１と同一である。具体的には、実施例９は面方向長さＬ及び厚み方向長さＤが実施例１より小さい。また、実施例１０は、面方向長さＬが実施例１より小さく、厚み方向長さＤは実施例１と同一である。そのため、実施例１０は、アスペクト比が実施例１より小さい。実施例１０は、アスペクト比は実施例１と同一であるが、面方向長さＬ及び厚み方向長さＤが実施例１より大きい。得られた窒化アルミニウム粒子の形状は、原料である酸化アルミニウムとほぼ同一であった。また、実施例９〜１１の全てにおいて結晶方位は揃っており、表面状態も実施例１と同等であった。また、窒化アルミニウム焼結体の特性（ｃ面配向度、相対密度、直線透過率）は全て良好であった。実施例９の窒化アルミニウム焼結体は、相対密度が実施例１より良好であった。実施例１０の窒化アルミニウム焼結体は、相対密度が実施例１より良好であった。実施例１１の窒化アルミニウム焼結体は、ｃ面配向度が実施例１より良好であった。この結果は、窒化アルミニウム粒子の表面状態を調整することにより、粒子サイズ（粒子形状）が変化しても、良好な特性の窒化アルミニウム焼結体が得られることを示している。【００６４】
（比較例１）
実施例１１と同じサイズの酸化アルミニウムを用いて、窒素ガスの流量を１０Ｌ／ｍｉｎ（実施例１〜１１よりも多い）としたことを除き、実施例１１と同様の製造方法（すなわち、実施例１と同様の製造方法）で窒化アルミニウム粒子、窒化アルミニウム焼結体を製造した。比較例１の窒化アルミニウム粒子は、結晶方位は揃っていたが、表面に孔が形成されなかった。比較例１の窒化アルミニウム焼結体は、全ての特性において実施例１〜１０の全てより低い結果であった。この結果は、窒化アルミニウム粒子の表面に孔を設けることにより（実施例１〜１０）、窒化アルミニウム焼結体の特性を向上させることができることを示している。【００６５】
（比較例２）
実施例１と同サイズの酸化アルミニウムを用いて、窒化温度を１４４０℃としたことを除き、実施例１と同様の製造方法で窒化アルミニウム粒子、窒化アルミニウム焼結体を製造した。比較例２の窒化アルミニウム粒子は、表面状態は実施例１と同一であったが、窒化温度が低過ぎ、結晶方位の不整合が生じた。すなわち、比較例２の窒化アルミニウム粒子は、結晶方位が揃っていなかった。そのため、比較例２の窒化アルミニウム焼結体は、相対密度は実施例１と同一であったが、ｃ面配向度が低く、直線透過率も低い結果であった。【００６６】
（比較例３）
板状でない酸化アルミニウム（アスペクト比２）を用いて、実施例１と同様の製造方法で窒化アルミニウム粒子、窒化アルミニウム焼結体を製造した。比較例３の窒化アルミニウムは、粒子形状が板状でなかったものの、結晶方位は揃っており、表面状態も実施例１と同一であった。比較例３の窒化アルミニウム焼結体は、相対密度は実施例１と同レベルであったが、ｃ軸配向度が低く、直線透過率が低い結果であった。窒化アルミニウム粒子を積層して焼成前成形体を作成するときに、アスペクト比が小さい（板状でない）ので、窒化アルミニウム粒子の結晶方位が揃わなかったことが原因である。【００６７】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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