(57)【要約】【課題】  従来の窒化アルミニウムよりも熱伝導率が一層高く、かつ放熱性樹脂用のフィラーとして用いるのに適する粒径を有する球状窒化アルミニウム焼結粉を、従来技術よりも低温下での焼成により低コストで製造する。【解決手段】  １次粒子径が０．１〜０．８μｍの粉末を１０重量％以上含むＡｌＮ粉末と焼結助剤とを含有してなるスラリーを噴霧乾燥し、得られる顆粒をさらに１４００〜１８００℃で焼成することによって、気孔率が０．３％以下でかつ平均粒子径が１０〜５００μｍである球状ＡｌＮ焼結粉が得られ、該焼結粉を樹脂に混合すると、高い熱伝導性ひいては放熱性が得られる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
形態が球状であり、平均粒子径が１０〜５００μｍかつ気孔率が０．３％以下であることを特徴とする球状窒化アルミニウム焼結粉。
【請求項２】
気孔率が０．２％以下であることを特徴とする請求項１記載の球状窒化アルミニウム焼結粉。
【請求項３】
安息角θが４５°以下であることを特徴とする請求項１または２記載の球状窒化アルミニウム焼結粉。
【請求項４】
１次粒子径０．１〜０．８μｍの粉末を全量の１０重量％以上含む窒化アルミニウム粉末と焼結助剤とを含むスラリーを噴霧乾燥し、さらに１４００〜１８００℃で焼成することを特徴とする球状窒化アルミニウム焼結粉の製造方法。
【請求項５】
焼結助剤が、リチウム、カルシウム、ストロンチウム、イットリウムおよびランタンから選ばれる少なくとも１種および／または前記金属を含む化合物から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項４記載の球状窒化アルミニウム焼結粉の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の窒化アルミニウム焼結粉を含有することを特徴とする放熱用フィラー。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の窒化アルミニウム焼結粉および合成樹脂を含有することを特徴とする樹脂系放熱材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、球状窒化アルミニウム焼結粉およびその製造方法並びにその用途に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化アルミニウム（以下特に断らない限り「ＡｌＮ」と記す）は、熱伝導性、機械的強度および電気絶縁性に優れた特性を持つ無機物質として知られており、構造用材料、放熱性樹脂フィラー材料、機能用材料など多方面に使用されつつある。
【０００３】
ＡｌＮの製法には、たとえば、アルミナと炭素との混合物を窒素中で加熱するアルミナ還元法（たとえば、特許文献１参照）、アルミニウムと窒素とを反応させる直接窒化法（たとえば、特許文献２参照）、アルキルアルミニウムとアンモニアとを気相で反応させるアルキルアルミ法（たとえば、特許文献３参照）などが知られている。これらの方法で得られるＡｌＮの結晶は、いずれも数μｍ以下の微粒子である。
【０００４】
一方、ＡｌＮ粉末を放熱性樹脂におけるフィラー材料として使用する場合には、ＡｌＮ粉末を数十〜数百μｍ程度の大粒子化が求められるので、種々の方法で大粒子化の検討が行われている。なお、大粒子化の検討は、ＡｌＮ粉末が水との接触により加水分解を起こして水酸化アルミニウムとアンモニアとを生成し、ＡｌＮの特性である高熱伝導性が損なわれることを前提として実施される。
【０００５】
大粒化の従来法としては、たとえば、ＡｌＮ粉末、バインダおよび焼結助剤を有機溶剤に混合してスラリーを調製し、このスラリーを防爆型スプレードライヤーにより噴霧乾燥してＡｌＮの顆粒を得、この顆粒を非酸化性雰囲気中にて１６００〜１９００℃で焼成する方法（たとえば、特許文献４参照）などが知られている。
【０００６】
これらの方法で得られるＡｌＮの焼結粉末は、合成樹脂に混合してシート状に成形される。得られるシートは、放熱用樹脂シートとして半導体チップの発熱部などに使用される。しかしながら、昨今の半導体の小型化、高機能化に伴って、電気部品からの発熱量が増大する傾向にある。したがって、電気部品などにおける放熱性能のさらなる向上が急務となっている。放熱性樹脂シートの場合は、熱伝導率１０Ｗ／ｍＫを超えるものが望まれ、より高い熱伝導性を有するフィラーが求められている。
【０００７】
【特許文献１】特許第２８２６０２３号明細書
【特許文献２】特許第２６８０６８１号明細書
【特許文献３】特許第２７２６７０３号明細書
【特許文献４】特開２００３−２６７７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、一層高い熱伝導率を有しかつ放熱性樹脂用のフィラーとして用いるのに適する粒径を有する球状窒化アルミニウム焼結粉、および、該球状窒化アルミニウム焼結粉を従来技術よりも低温下での焼成により低コストで製造する方法、ならびに該球状窒化アルミニウムの用途を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、球状ＡｌＮ焼結粉を得るための新規な製造方法を見出し、さらに該製造方法により得られる球状ＡｌＮ焼結粉を樹脂に混合した場合に、従来のＡｌＮ粉末よりも高い熱伝導性を示し、しかも、その粒径が放熱性樹脂用のフィラーとして用いるのに適する１０〜５００μｍ程度であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明は、形態が球状であり、平均粒子径が１０〜５００μｍかつ気孔率が０．３％以下であることを特徴とする球状ＡｌＮ焼結粉である。
【００１１】
また本発明は、１次粒子径０．１〜０．８μｍの粉末を全量の１０重量％以上含む窒化アルミニウム粉末と焼結助剤とを含むスラリーを噴霧乾燥し、さらに１４００〜１８００℃で焼成することを特徴とする球状窒化アルミニウム焼結粉の製造方法である。
【００１２】
また本発明は、前述のいずれか１つの窒化アルミニウム焼結粉を含有することを特徴とする放熱用フィラーである。
【００１３】
また本発明は、前述のいずれか１つの窒化アルミニウム焼結粉および合成樹脂を含有することを特徴とする樹脂系放熱材料である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の球状ＡｌＮ焼結粉は、従来のＡｌＮ粉末よりも高い熱伝導性を有する。特に、この球状ＡｌＮ焼結粉を合成樹脂などのマトリックス材料中に分散させると、該球状ＡｌＮ焼結粉の気孔率が従来のＡｌＮ粉末よりも低いことに起因して、分散の際に気孔部分に残留する空気の量が減少し、それによって、一層高い熱伝導性を発揮できる。
【００１５】
また本発明の球状ＡｌＮ焼結粉は１０〜５００μｍの範囲の粒径を有し、放熱性樹脂のフィラーとして適している。
【００１６】
また本発明の製造方法によれば、従来のＡｌＮ粉の製造よりも比較的に低い温度での焼成が可能であり、本発明の球状ＡｌＮ焼結粉を低コストで製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［球状ＡｌＮ焼結粉］
本発明の球状ＡｌＮ焼結粉は、ＡｌＮからなり、球状の形態を持ち、その平均粒子径が１０〜５００μｍ、好ましくは３０〜２００μｍであり、気孔率が０．３％以下、好ましくは０．２％以下である。さらに、安息角θが４５°以下であることが好ましい。
【００１８】
本発明において、球状とは、真球状、楕円球状などの、断面が円または楕円になる立体形状を意味する。
【００１９】
本発明において、球状ＡｌＮ焼結粉の平均粒子径の測定方法は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて顕微鏡写真を撮影し、顕微鏡写真中の粒子１００個の直径を測定し、その平均値を平均粒子径として測定した。平均粒子径が１０μｍ未満では、フィラー材として樹脂に添加しても高熱伝導性に於いて、効能が発揮されないので好ましくない。一方、平均粒子径が５００μｍを超えると、樹脂との馴染みが悪くシート化した際の強度が著しく低下するので好ましくない。
【００２０】
また本発明において、気孔率における気孔とは、球状ＡｌＮ焼結粉表面の凹んだ穴の部分を意味する。気孔は、球状ＡｌＮ焼結粉をそのまま走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することにより確認できる。また、エポキシ樹脂に球状ＡｌＮ焼結粉を添加し、硬化後にこれを切断し、その断面を走査型電子顕微鏡で観察することによっても確認できる。
【００２１】
球状ＡｌＮ焼結粉を合成樹脂と混合して放熱性材料を製造する場合、該焼結粉の真球度、密度などの他に、表面の凹凸が得られる放熱性材料の特性に大きな影響を及ぼす。すなわち、合成樹脂は溶融状態でも粘度の高い物質であり、球状ＡｌＮ焼結粉表面の気孔は微細な穴であるため、気孔の部分に合成樹脂が入り込まず、空気層が残ってしまう。この空気層が、得られる放熱性材料の熱伝導率を低下させる原因になる。空気層が多くなる程、放熱性材料の熱伝導性が低下する。
【００２２】
球状ＡｌＮ焼結粉表面の凹凸の程度を表わす指標になるのが、気孔率である。気孔率とは、球状ＡｌＮ焼結粉表面における気孔の占める割合を意味する。気孔率は、たとえば、カンタクローム社製のオートソーブ３を用いて求めることができる。セル内に球状ＡｌＮ焼結粉を入れ、前処理として１００℃での真空脱気を行った後、液体窒素下（７７Ｋ）における窒素ガス吸着法により、全細孔容積（ＢＪＨ法）を測定する。試料重量をｗ（ｇ）、見かけ密度をρａ（ｇ／ｃｍ３）、真密度をρｔ（ｇ／ｃｍ３）、測定によって得られた全細孔容積（開気孔に相当）をｖ・ｗ（ｃｍ３）とする。
【００２３】
物質の密度は、本来ならば、ρｔ＝ｗ／Ｖ（Ｖ：空孔の無い状態での体積）であるが、空孔の存在により、ρａ＝ｗ／（Ｖ＋ｖ・ｗ）となる。この値をもとにして、下式（１）によって気孔率を求めることができる。
気孔率（％）＝（１−ρａ／ρｔ）×１００                      …（１）
【００２４】
本発明では、球状ＡｌＮ焼結粉の気孔率は０．３％以下が好ましく、０．２％以下がさらに好ましい。気孔率が０．３％を超えると、合成樹脂との混合物中における空気層の含有率が高くなり、該混合物の熱伝導性ひいては放熱性が低下する。
【００２５】
また、ＡｌＮ焼結粉は球状でその表面がより平滑であると、良好な流動性が得られるので、安息角θを測定することでも、その特性を評価することができる。
【００２６】
安息角θは、たとえば、直径８０ｍｍφの円形テーブルの中央部に、ガラス製漏斗の下端を円形テーブルから８０ｍｍの高さに設置し、円形テーブルからＡｌＮ焼結粉が落ちる状態になるまで漏斗からＡｌＮ焼結粉を落下させ、ＡｌＮ焼結粉が円錐型を成したところで、頂点に向けての傾き角度（安息角θ）を測定することにより求める。
【００２７】
本発明ではＡｌＮ焼結粉の安息角θは、４５°以下のものが好ましい。放熱性樹脂のフィラーとして使用する場合、流動性のよいもの程、マトリックス樹脂への分散性がよくなり、放熱性能もよくなるので好ましい。
【００２８】
安息角θが４５°を超えると、マトリックス樹脂への分散性が不充分になる程度に形状が不均一になる。具体的には、たとえば、複数個の焼結粉の粒子が融着したもの、表面の凹凸が著しい気孔の多い焼結粉などが、マトリックス樹脂への分散性を低下させるほどに含まれることになり、好ましくない。
【００２９】
なお、本発明の球状ＡｌＮ焼結粉は、焼結助剤、焼成時の雰囲気などに由来する元素、該元素を含む化合物などを不純物して含有することがある。
【００３０】
［球状ＡｌＮ焼結粉の製造方法］
本発明の球状ＡｌＮ焼結粉は、たとえば、１次粒子径０．１〜０．８μｍの粉末を全量の１０重量％以上含むＡｌＮ粉末と焼結助剤とを含むスラリーを噴霧乾燥し、さらに１４００〜１８００℃で焼成することによって製造できる。
【００３１】
本発明の製造方法において、原料として用いられるＡｌＮ粉末は、１次粒子径０．１〜０．８μｍの粉末を、全量の１０重量％以上含有するものである。このような範囲の粒径を持つ粒子が含まれることによって、最密化が図られ、得られる焼結粉表面の気孔を減少させることができる。
【００３２】
１次粒子径が０．１μｍ未満では、焼成時の雰囲気中に微量に存在する酸素により酸化され易くなり、その結果得られる球状ＡｌＮ焼結粉の熱伝導性が低下する恐れがあるので好ましくない。また、１次粒子径が０．８μｍを超えると、形状が所望の形状でないか、または粒子径および／または気孔率が所望の範囲にないＡｌＮ焼結粉が得られるので好ましくない。
【００３３】
さらに、１次粒子径０．１〜０．８μｍの粉末が１０重量％未満では、得られる焼結粉表面の気孔の割合が多くなり、合成樹脂と混合した際の熱伝導率が低下し、放熱性が悪くなる。
【００３４】
本発明の製造方法において、原料として用いられるＡｌＮ粉末は、たとえば、アルキルアルミニウムとアンモニアとを気相中で反応させる公知の気相合成法に基づいて製造できる。
【００３５】
原料であるＡｌＮ粉末に添加される焼結助剤として、アルカリ金属、アルカリ土類金属および希土類金属から選ばれる１種または２種以上の金属および／または該金属を含む化合物の１種または２種以上を使用する。これらの中でも、リチウム、カリウムなどのアルカリ金属、カルシウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類金属、イットリウム、ランタンなどの希土類金属の酸化物、水酸化物、炭酸塩などが好ましい。その具体例としては、たとえば、酸化リチウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化イットリウム、水酸化ランタン、炭酸リチウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸イットリウム、炭酸ランタンなどが挙げられ、さらにアルミン酸カルシウムなどの複合酸化物も好適に使用でき、酸化リチウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、アルミン酸カルシウムなどが特に好適である。
【００３６】
焼結助剤の粒子径は特に制限されないが、ＡｌＮ粉末との混合性、作業性などを考慮して適宜決定すればよいが、ＡｌＮ粉末との混合性のみを考慮すると、出来るだけ微細な粒子を用いるのが好ましい。
【００３７】
焼結助剤の使用量は特に制限されず、焼結助剤の種類、原料のＡｌＮ粉末の粒度分布、設定される焼成温度および焼成時間、焼成炉の構造、得られる球状ＡｌＮ焼結粉の用途などの各種の条件に応じて広い範囲から適宜選択できるが、通常は原料ＡｌＮ粉末１００重量部に対して、０．１〜１０重量部、好ましくは１〜５重量部である。
【００３８】
焼結助剤の使用量が０．１重量部未満では、焼結助剤としての効能が発揮されず、焼成しても焼結が不充分で、１次粒子に分散してしまうので好ましくない場合がある。また１０重量部を超えると、焼結は充分であるが、ＡｌＮが本来有する熱伝達性能を失うので好ましくない傾向にある。
【００３９】
原料ＡｌＮ粉末と焼結助剤とを含むスラリーは、たとえば、原料ＡｌＮ粉末および焼結助剤をスラリー溶媒に分散させることによって調製できる。スラリー溶媒としては、原料ＡｌＮ粉末および焼結助剤を分散させ得るものであれば特に制限なく使用できるが、有機溶媒または燐酸水溶液が好ましい。
【００４０】
有機溶媒としては、たとえば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどアルコール類、ジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、モノグライム、ジオキサンなどエーテル類などを好適に使用できる。有機溶媒を用いる場合のスラリー中の固形分濃度（以後特に断らない限り単に「スラリー濃度」という）は特に制限されないが、好ましくはスラリー全量の３０〜６０重量％、さらに好ましくは４０〜５０重量％である。但し、これらの有機溶媒を用いる場合には、後の噴霧乾燥の際に、防爆対策を実施したスプレードライヤーなどの機器が必要になり、また有機溶媒の回収設備が必要になるので、製造コストが高くなるという改良すべき課題がある。
【００４１】
一方、燐酸水溶液は、有機溶媒使用時の機器、設備などを必要としないので、有機溶媒よりも好ましく使用できる。燐酸水溶液はＡｌＮ粉末表面のアルミニウムと反応して燐酸アルミニウム結合（Ａｌ−Ｏ−Ｐ結合）を形成し、ＡｌＮの加水分解を抑制する効果を有する。尚、燐酸分は、焼結時の焼結温度範囲でガス化してＡｌＮ焼結粉から除去される。
【００４２】
燐酸水溶液に含まれる燐酸化合物としては、オルソ燐酸、メタ燐酸、ピロ燐酸、ポリ燐酸、燐酸アンモニウム塩などの無機燐酸化合物、燐酸メチル、燐酸エステルなどの有機燐酸化合物などが挙げられる。燐酸化合物は１種または２種以上を使用できる。燐酸化合物は、原料ＡｌＮ粉末１００重量部に対しＰ２Ｏ５換算で０．３〜５重量部の範囲で使用するのが好ましい。
【００４３】
スラリー溶媒として燐酸水溶液を用いる場合において、スラリー濃度は、ＡｌＮ粉末や焼結助剤によって最適濃度は異なるが、通常スラリー全量の３０〜５０重量％となるように調整を行う。スラリー濃度が高すぎると、焼結粉の内部に気孔が残る場合があるので、注意する必要がある。また、スラリー濃度が低すぎると、作業性が低下するとともに、後の噴霧乾燥の際に、所望の粒子範囲を有する顆粒が得られない可能性がある。スラリーの濃度は、下式（２）により求められる。
スラリー濃度（％）＝［Ａ／（Ａ＋Ｂ）］×１００                  …（２）
〔式中、Ａは原料ＡｌＮ粉末と焼結助剤との合計量を示す。Ｂは燐酸水溶液の量を示す。いずれの量も重量である。〕
【００４４】
スラリーには、必要に応じて、バインダ成分を添加することができる。バインダ成分としては、水溶性のものが好ましく使用できる。水溶性のバインダ成分としては、たとえば、メチルセルロース、ポリビニルアルコール、デンプンなどが挙げられる。バインダ成分の使用量は特に制限されず、最終的に得られる球状ＡｌＮ焼結粉の物性、粒径などに影響を与えない範囲の中から適宜選択できるが、通常はＡｌＮ粉末１００重量部に対し０．０３〜０．５重量部程度とすればよい。
【００４５】
スラリーは、所定量の原料原料ＡｌＮ粉末および焼結助剤を予め機械的に混合し、得られる混合物をスラリー溶媒に分散させることにより調製してもよい。また、所定量の原料ＡｌＮ粉末および焼結助剤をそれぞれ別個にスラリー溶媒に混合して分散させても良い。好ましくは、撹拌下にあるスラリー溶媒に所定量の原料ＡｌＮ粉末を添加して均一に分散させ、さらに所定量の焼結助剤を添加して分散させるのがよい。
【００４６】
このようにして得られるスラリーは、長時間放置すると、ＡｌＮが徐々に加水分解を起こすので、短時間のうちに次の噴霧乾燥に供するのが好ましい。具体的には、スラリー化後３時間以内に噴霧乾燥に供給することが望ましい。
【００４７】
スラリーの噴霧乾燥はスプレードライヤーを用いて実施される。スプレードライヤーとしては、円筒形の管体の側面から熱風を送り、上部からスラリーを噴霧器で霧状にして、気相部で水分を蒸発させて、凝集体を形成せしめ、管体の下部に堆積し、水分を含む熱風はサイクロン、バグフィルターを経て外部に放出する構造を有するものを使用できる。このスプレードライヤーの上部より、スラリーを噴霧することにより、気相部で水分の蒸発とともに微細なＡｌＮ粉末の凝集体である球状顆粒が形成され、管体の下部に落下する。
【００４８】
このスプレードライヤーにおいて、スラリーを霧状に噴霧する噴霧器としては特に制限されず、たとえば、スラリーをポンプで高圧状態にし、高圧用分散ノズルで噴霧するもの、アトマイザーと言われる低圧用ノズルを高速で回転する噴霧器などが挙げられる。
【００４９】
このスプレードライヤーにおいて、管体の側面から送風する熱風の温度は１５０〜４００℃の範囲が好ましく、２００〜３００℃の範囲がさらに好ましい。熱風の温度が１５０℃未満では、水分が充分に蒸発しない場合がある。また、熱風の温度が４００℃を超えると、顆粒の粒子径が不揃いとなり好ましくない傾向にある。
【００５０】
このスプレードライヤーにおいて、原料ＡｌＮ粉末の粒度分布、焼結助剤の種類と使用量、スラリー溶媒の種類などに応じて、スラリーの噴霧速度、管体の側面から送風する熱風の温度、熱風の供給速度などを適宜選択することによって、得られる球状顆粒の粒径を調整できる。この球状顆粒は後の焼成により球状の形態を維持したまま、粒径が１５〜５０％程度縮小する。したがって、焼成による縮小を踏まえて球状顆粒の粒径を適宜調整することにより、所望の粒径を有する球状ＡｌＮ焼結粉を得ることができる。特に半導体用フィルムのフィラーとして使用する焼結粉は、球状で直径１０〜５００μｍの顆粒とすることが望ましい。
【００５１】
なお、スラリー溶媒に有機溶媒を用いる際は、防爆仕様のスプレードライヤーを用い、乾燥に必要な熱風は不活性ガスを使用する必要がある。一方、スラリー溶媒に燐酸水溶液を用いる際は、非防爆仕様のスプレードライヤーでよく、また乾燥に必要な熱風は空気を使用することができる。
【００５２】
本発明においては、スラリーの噴霧乾燥により得られる顆粒（２次粒子）を１４００〜１８００℃、好ましくは１５００〜１６５０℃の温度下に焼成する。１４００℃未満では、充分な焼結がなされないので、得られる焼結粉に僅かに力を加えるだけで、１次粒子に分散してしまうので好ましくない場合がある。また、顆粒を、１８００℃を超える温度で焼成しても本発明の球状ＡｌＮ焼結粉を得ることができるが、１８００℃を超える温度での焼成には、高周波炉、カーボン炉といった、高価で、エネルギー損失が大きく、地球温暖化の原因とも言われる二酸化炭素の排出量が必然的に多くなる炉を用いる必要があるので、好ましくない。したがって、本発明では、焼成温度を、高周波炉、カーボン炉などを使用しなくても良い１８００℃以下とする。
【００５３】
焼成時間は、焼成温度、焼結助剤の種類、焼結助剤の使用量などに応じて広い範囲から適宜選択できるが、所定の温度に達成してから、その所定温度を通常１〜３０時間程度保持して焼成すればよい。
【００５４】
焼成時には酸素との接触を避けるのが好ましいので、焼成雰囲気は不活性ガス雰囲気が好ましい。不活性ガス雰囲気としては公知のものを使用でき、たとえば、ヘリウム、アルゴン、窒素などが挙げられる。
【００５５】
焼成炉としては、無機材料の焼成に用いられる一般的な炉を使用でき、たとえば、シリコニット発熱体を用いた電気炉などが挙げられる。勿論、高周波炉、カーボン炉などを用いて、１８００℃以下の温度で焼成することもできる。
【００５６】
以上述べた方法で得られる本発明の球状ＡｌＮ焼結粉は、シリコン樹脂、その他の樹脂にフィラー（充填材）として添加され、家電製品、自動車、ノート型パーソナルコンピュータなどに搭載される半導体部品からの発熱を効率よく放熱するための放熱部材の材料として使用される。また、放熱グリース、放熱ゲル、放熱シート、フェイズチェンジシートなどの、室温では固体でありかつ５０〜１００℃付近で流動化する放熱材料などに、フィラーとして本発明の球状ＡｌＮ焼結粉を使用できる。
【実施例】
【００５７】
以下に実施例および比較例を挙げ、本発明を説明する。
（実施例１）
図１は、原料ＡｌＮ粉末と焼結助剤とを含むスラリーから焼成前の顆粒を調製するためのスプレードライヤーの構成を概略的に示す系統図である。該スプレードライヤーにおける水の最大蒸発量は１０ｋｇ／ｈｒであり、管体１の内容積は１０ｍ３である。
【００５８】
管体１の側面には、空気吸込口７と、送風機８と、ヒーター９とを含む熱風供給装置が配置され、空気吸込口７から取り入れられた空気を送風機８によりヒーター９に送り込み、ヒーター９内で空気を加熱して管体１に供給する。本実施例では、ヒーター９により、熱風の管体１への入口温度が３００℃になるように設定した。
【００５９】
スラリータンク５には、純水５リットルおよび７５％オルソ燐酸３０ｇを入れて攪拌器６により混合し、さらにアルキルアルミ法で製造された平均１次粒子径０．５μｍのＡｌＮ粉末（三井化学（株）製）３ｋｇ、酸化イットリウム９０ｇおよび炭酸カルシウム６０ｇを加え攪拌器６により混合し、スラリーを調製した。このスラリーは、後述するように、スラリーポンプ４によりアトマイザー３に供給される。
【００６０】
また、エアーコンプレッサー１５に接続される排気系のダンパー１２の開度を調節し、管体１内部の圧力をやや減圧（−１０ｍｍＨ２Ｏ）とした。次に、熱風を管体１内に導入し、管体１の内部温度が２５０℃で安定したところで、アトマイザー３の回転速度を６０００回転とし、スラリータンク５内のスラリーをアトマイザー３に定量供給し、１時間で全量をフィードした。アトマイザー３によって管体１内に霧状に噴霧されるスラリーは、熱風によって乾燥され、顆粒化した。この顆粒は管体１内を下降し、捕集器２内に収容され、回収された。
【００６１】
捕集器２に下降しなかった微粒子、一部の顆粒および熱風は排気装置に取り込まれ、まず、サイクロン１１で比較的粒径の大きいものを取り除かれた後、バグフィルター１３に導入され、ここで微粒子を含む粒状物が取り除かれ、排気ファン１４を介して外部に清浄な空気として排出される。
【００６２】
捕集器２から回収されたＡｌＮの顆粒は、多孔質な球状の２次凝集体であり、平均粒子径は１１５μｍ、嵩密度は０．９１ｇ／ｃｍ３であった。
【００６３】
この顆粒の内３００ｇをアルミナるつぼに入れて、シリコニット発熱体を用いた電気炉内にて１６００℃で１０時間焼成を行った。焼成後の顆粒の電子顕微鏡写真を、走査型電子顕微鏡（商品名：ＪＳＭ−Ｔ３３０、ＪＥＯＬ社製）にて撮影したところ、該顆粒は緻密な球形の焼結体であり、その平均粒子径は７２μｍであった。また、この球状ＡｌＮ焼結粉の気孔率は０．１０％、安息角θは３１°であった。図２は、得られた球状ＡｌＮ焼結粉の表面状態を示す電子顕微鏡写真である。
【００６４】
（実施例２）
実施例１で得られた球状ＡｌＮ焼結粉を用いて以下の方法で放熱シートを作製し、熱伝導度を測定した。
【００６５】
二液硬化型のシリコンゴム［主剤（ＫＥ１０６）：硬化剤（ＣＡＴ−ＲＧ）＝９：１（重量比）、信越化学（株）製］３０ｇに球状ＡｌＮ焼結粉７０ｇを加えて均一に混練した。混練後脱泡器に移し、真空引きを行い脱泡する。これを厚さ１ｍｍのシート状に伸ばし、硬化させた。硬化後、得られたシートの熱伝導度をホットデスク法にて測定した。このシートの熱伝導率は１２．２Ｗ／ｍＫであった。
【００６６】
（実施例３）
ＡｌＮ粉末として、アルキルアルミ法で製造された平均１次粒子径１００ｎｍのＡｌＮ粉末（三井化学（株）製）０．３ｋｇと、アルキルアルミ法で製造された１次粒子径２μｍのＡｌＮ粉末（三井化学（株）製）２．７ｋｇとを混合して用いる以外は、実施例１と同様にして、球状ＡｌＮ焼結粉を得た。この球状ＡｌＮ焼結粉の気孔率は０．２３％、安息角θは３４°であった。図３は、得られた球状ＡｌＮ焼結粉の表面状態を示す電子顕微鏡写真である。この電子顕微鏡写真は、実施例１と同様にして撮影されたものである。
【００６７】
さらに、この球状ＡｌＮ焼結粉を用い、実施例２と同様にしてシートを作製して熱伝導率を測定したところ、１１．７Ｗ／ｍＫであった。
【００６８】
（比較例１）
ＡｌＮ粉末として、アルキルアルミ法で製造された１次粒子径２μｍのＡｌＮ粉末（三井化学（株）製）３ｋｇを用いる以外は、実施例１と同様にしてＡｌＮ焼結粉を得た。このＡｌＮ焼結粉の気孔率は０．３７％、安息角θは３８°であった。図４は、得られたＡｌＮ焼結粉の表面状態を示す電子顕微鏡写真である。この電子顕微鏡写真は、実施例１と同様にして撮影されたものである。
【００６９】
さらに、このＡｌＮ焼結粉を実施例２と同様にしてシートを作製して熱伝導率を測定したところ、７．５Ｗ／ｍＫであった。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】スプレードライヤーの構成を概略的に示す系統図である。
【図２】実施例１で得られた球状ＡｌＮ焼結粉の表面状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図３】実施例３で得られた球状ＡｌＮ焼結粉の表面状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図４】比較例１で得られた球状ＡｌＮ焼結粉の表面状態を示す電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００７１】
１  管体
２  捕集器
３  アトマイザー
４  スラリーポンプ
５  スラリータンク
６  攪拌器
７  空気吸込口
８  送風機
９  ヒーター
１０  オイルタンク
１１  サイクロン
１２  ダンパー
１３  バグフィルター
１４  排気ファン
１５  エアーコンプレッサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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