(57)【要約】本発明は、良好な粘結性、熱伝導率および誘電特性を示す、コンタミネーションの程度が低い窒化ホウ素粉末、特に微粉末、の調製のためのプロセスに関する。具体的には、非晶性窒化ホウ素（ａ−ＢＮ）の調製のためのプロセスであって、ホウ酸の粉末およびカルボアミドを約２５０〜３００℃の範囲の温度で混合して、これによりポリホウ酸アンモニウム；ホウ素イミドまたはそれらの混合物およびアンモニアを形成する工程と、工程（ａ）で形成された物質を、約５００〜６００℃の範囲の温度に加熱し、これによりａ−ＢＮの粉末を形成する工程と、を含むプロセスが提供される。【選択図】図１ｂ
2012520823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶性窒化ホウ素（ａ−ＢＮ）の調製のためのプロセスであって、
（ａ）ホウ酸の粉末およびカルボアミドを約２５０〜３００℃の範囲の温度で混合して、これによりポリホウ酸アンモニウム；ホウ素イミドまたはそれらの混合物およびアンモニアを形成する工程と、
（ｂ）工程（ａ）で形成された物質を、約５００〜６００℃の範囲の温度に加熱し、これによりａ−ＢＮの粉末を形成する工程と、
を含むプロセス。
【請求項２】
前記ポリホウ酸アンモニウムは、約５００〜６００℃に加熱されたときにアンモニアと反応し、これによりａ−ＢＮを形成する、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記ホウ素イミドを約５００〜６００℃に加熱することで、ａ−ＢＮが得られる、請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
前記カルボアミドは尿素である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項５】
工程（ｂ）は、前記ホウ酸の初期重量の約５５〜７５％が反応容器の中に残るときに行われる、請求項１に記載のプロセス。
【請求項６】
工程（ｂ）は、前記ホウ酸の初期重量の約６０〜６５％が反応容器の中に残るときに行われる、請求項１に記載のプロセス。
【請求項７】
前記ホウ酸はＨ３ＢＯ３、Ｈ２Ｂ４Ｏ７またはＨＢＯ２である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項８】
形成される前記ポリホウ酸アンモニウムは、実質的にテトラホウ酸アンモニウムからなる、請求項１に記載のプロセス。
【請求項９】
前記カルボアミドおよび前記ホウ酸反応物質のｗ／ｗ比は約３：４〜２：１である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記カルボアミドおよび前記ホウ酸反応物質のｗ／ｗ比はほぼ１．０〜１．５：１．０の間である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１１】
窒素、アンモニア、またはそれらの混合物の雰囲気下で約１２００〜１８００℃の間の温度に前記ａ−ＢＮを加熱して、これによりｈ−ＢＮ、ｔ−ＢＮ、またはｈ−ＢＮおよびｔ−ＢＮの組み合わせを与える工程をさらに含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記ａ−ＢＮは、前記ａ−ＢＮを加熱する前に、約２〜３ミクロン（約２〜３μｍ）よりも小さい粒子へと粉砕される、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記ホウ酸の初期重量の約４０〜４５％が反応容器の中に残るときに、前記ａ−ＢＮのさらなる加熱は行われる、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１４】
残留するホウ酸、ホウ酸無水物および他の混入物質は、水、アルコール、またはそれらの混合物を用いて洗浄することにより、前記ｔ−ＢＮおよび前記ｈ−ＢＮから取り除かれる、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記水を用いて洗浄することは、ホウ酸無水物の残存量が約０．５％ｗ／ｗ未満になるまで行われる、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項１６】
前記アルコールを用いて洗浄することは、ホウ酸無水物の残存量が約０．１％ｗ／ｗ未満になるまで行われる、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項１７】
軽いガスの下で前記ｈ−ＢＮおよびｔ−ＢＮを約３００℃に加熱することと、
隔離条件下、前記ｈ−ＢＮおよびｔ−ＢＮにわたって重いガスを流すことと、
をさらに含む、請求項１３に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、良好な粘結性、熱伝導率および誘電特性を示す、コンタミネーションの程度が低い窒化ホウ素粉末、特に微粉末、の調製のためのプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化ホウ素（ＢＮ）などのセラミック材料は、高い融解温度、低い密度、高強度、剛性、硬度、耐摩耗性、および耐腐食性を含めた有用な特性を有する。多くのセラミックは良好な電気絶縁体および断熱体である。
【０００３】
セラミックを使用するほとんどの応用例について、ナノサイズの粒子ほどにも小さい、小さい粒径を有する微粉末が必要とされる。小さい粒径の粉末は、現在の方法論によっては容易に得られず、通常は、さらなる粉砕および清浄化の操作が必要とされる。
【０００４】
窒化ホウ素（ＢＮ）は、高い化学安定性および熱安定性ならびに高い電気抵抗を有する白色の粉末である。窒化ホウ素は、３つの多形の形態を有する；つまり、ダイヤモンドに類似の形態、グラファイトに類似の形態およびフラーレンに類似の形態。窒化ホウ素は、極めて硬い（硬度ではダイヤモンドに次いで２番目）結晶を作製するために使用することができ、この化合物とダイヤモンドとの類似性は、他の応用例にも及ぶ。ダイヤモンドのように、窒化ホウ素は、電気絶縁体として作用し、熱の優れた導体である。
【０００５】
窒化ホウ素は、グラファイトのように、極めて低温および高温の条件においてともに潤滑する能力を有し、極圧用途に適しており、環境にやさしく、かつほとんどの化学物質粉末に対して不活性である。
【０００６】
優れた誘電特性および絶縁特性に起因して、ＢＮは、電子機器において、例えば半導体用基板、マイクロ波透過性の窓、封止のための構造材料、電極、ならびに燃料電池およびバッテリにおける触媒担体として使用される。
【０００７】
ＢＮは、非晶性ＢＮ（ａ−ＢＮ）、六方晶系ＢＮ（ｈ−ＢＮ）、乱層構造ＢＮ（ｔ−ＢＮ）および立方晶系ＢＮ（ｃ−ＢＮ）として調製することができる。一般に、ａ−ＢＮは比較的低温で調製されるが、一方でｈ−ＢＮおよびｔ−ＢＮの両方は、より高い温度で調製される。ｃ−ＢＮは、ｈ−ＢＮの高圧および高温での処理によって調製されてもよい。
【０００８】
特許文献１に提示されているものなど、ＢＮ粉末を調製するための、当該技術分野で公知のプロセスがいくつかある。しかしながら、当該技術分野で公知の方法は、一般に不十分で、使用前に清浄化および／または粉砕される必要がある粉末を生成する傾向がある。特許文献１は、例えば、１０００℃未満、たいていは８５０〜９５０℃の範囲の温度でａ−ＢＮ粉末を調製するための方法を開示する。しかしながら、そのプロセスにおける反応物質のうちの１つであるホウ酸無水物（Ｂ２Ｏ３）はこのような高温では蒸発するので、このプロセスの収率は比較的低い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６３０６３５８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
それゆえ、効率的でありかつ純粋な粉末を与える、種々の形態のＢＮを調製するためのプロセスに対するニーズが、当該技術分野で存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、非晶性窒化ホウ素（ａ−ＢＮ）の調製のためのプロセスであって、
（ａ）ホウ酸の粉末およびカルボアミドを約２５０〜３００℃の範囲の温度で混合して、これによりポリホウ酸アンモニウム；ホウ素イミドまたはそれらの混合物およびアンモニアを形成する工程と、
（ｂ）工程（ａ）で形成された物質を、約５００〜６００℃の範囲の温度に加熱し、これによりａ−ＢＮの粉末を形成する工程と、
を含むプロセスに関する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１ａ】ａ−ＢＮ粉末を示す。
【図１ｂ】本発明の１つの実施形態に係るａ−ＢＮのＸ線粉末回折図の一例を示す。
【図２】ｈ−ＢＮ／ｔ−ＢＮのＸＲＤ図のＸ線粉末回折図の一例を示す。
【図３ａ】ｈ−ＢＮ／ｔ−ＢＮ粉末を示すＥＭ顕微鏡写真を表し、その粉末の高い程度の純度を示す。
【図３ｂ】ｈ−ＢＮ／ｔ−ＢＮ粉末を示すＥＭ顕微鏡写真を表し、その粉末の高い程度の純度を示す。
【図４ａ】当該ｈ−ＢＮ／ｔ−ＢＮ粉末の物性および化学特性を記載する表を示す。
【図４ｂ】当該ｈ−ＢＮ／ｔ−ＢＮ粉末の物性および化学特性を記載する表を示す。
【図５】本発明の１つの実施形態に係るプロセスの熱量分析を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の詳細な説明では、本発明の十分な理解を提供するために、多くの特定の各要素が提示される。しかしながら、本発明は、これらの特定の各要素がなくとも実施されうるということは、当業者なら理解するであろう。他の例では、本発明を不明確にしないために、周知の方法、手順、および成分は詳細には記載されていない。
【００１４】
本発明は、ＢＮのセラミック粉末の調製のためのプロセスを提供する。本発明の１つの実施形態では、調製されたＢＮは非晶性ＢＮ、すなわち、ａ−ＢＮである。
【００１５】
当該ａ−ＢＮは、以下の工程によって、本発明に従って調製される：ホウ酸の粉末および窒素を含む化合物を約２５０〜３００℃の範囲の温度で混合し、これによりポリホウ酸アンモニウム（（ＮＨ４）ｘＢｙＯｚ）；ホウ素イミド、またはそれらの混合物およびアンモニアを形成する工程；ならびに、形成されたポリホウ酸アンモニウムおよびホウ素イミドを約５００〜６００℃の範囲の温度に加熱し、これによりａ−ＢＮの粉末を形成する工程。「約」は、±３０％、２０％、１０％または５％を意味する。
【００１６】
窒素を含有する化合物は、例えば、アンモニア、アンモニウムおよびカルボアミド（尿素を含む）であってもよい。
【００１７】
ａ−ＢＮは、以下の工程によって、本発明に従って調製される：
ホウ酸の粉末および尿素（（ＮＨ２）２ＣＯ）などのカルボアミドを約２５０〜３００℃の範囲の温度で混合して、これによりポリホウ酸アンモニウム（（ＮＨ４）ｘＢｙＯｚ）；ホウ素イミド、またはそれらの混合物およびアンモニアを形成する工程；ならびに
その後、形成されたポリホウ酸アンモニウムおよびホウ素イミドを約５００〜６００℃の範囲の温度に加熱し、これによりａ−ＢＮの粉末を形成する工程。
【００１８】
図１ａは、本発明のプロセスによって与えられるａ−ＢＮを示し、図１ｂは、調製されたａ−ＢＮのＸＲＤ図を示す。
【００１９】
本発明によれば、このポリホウ酸アンモニウムは、約５００〜６００℃に加熱されたときにアンモニアと反応し、これによりａ−ＢＮを形成する。さらに、本発明によれば、このホウ素イミドを約５００〜６００℃に加熱することでａ−ＢＮが得られる。
【００２０】
本発明によれば、上記のプロセスの第２の工程は、ホウ酸反応物質の初期重量の約５０％未満が反応容器の中に残るときに行われる。別の実施形態によれば、上記のプロセスの第２の工程は、ホウ酸反応物質の初期重量の約５５〜７５％が反応容器の中に残るときに行われる。本発明のさらなる実施形態によれば、この第２の工程は、ホウ酸反応物質の初期重量の約６０〜６５％が残るときに行われる。本発明のさらなる実施形態によれば、この第２の工程は、ホウ酸反応物質の初期重量の約７０％が反応容器の中に残るときに行われる。本発明のさらなる実施形態によれば、この第２の工程は、ホウ酸反応物質の初期重量の約４０〜５０％が反応容器の中に残るときに行われる。本発明のさらなる実施形態によれば、この第２の工程は、ホウ酸反応物質の初期重量の約３０〜４０％が反応容器の中に残るときに行われる。本発明のさらなる実施形態によれば、この第２の工程は、ホウ酸反応物質の初期重量の約２０〜３０％が反応容器の中に残るときに行われる。本発明のさらなる実施形態によれば、この第２の工程は、ホウ酸反応物質の初期重量の約１０〜２０％が反応容器の中に残るときに行われる。用語「約」は、本願明細書では、平均±１０％を意味するために使用される。
【００２１】
本発明の１つの実施形態では、当該ホウ酸は、Ｈ３ＢＯ３、Ｈ２Ｂ４Ｏ７またはＨＢＯ２から選択される。本発明の別の実施形態では、ホウ酸の塩をホウ酸の代わりに使用してもよい。
【００２２】
本発明の１つの実施形態によれば、ポリホウ酸アンモニウムの化学式は（ＮＨ４）ｘＢｙＯｚ（式中、ｘは１〜４の間であり、ｙは１〜１０の間であり、ｚは２〜１７の間である）である。このポリホウ酸アンモニウムは、限定はされないが、例えば（ＮＨ４）２Ｂ４Ｏ７、ＮＨ４Ｂ５Ｏ８または（ＮＨ４）４Ｂ１０Ｏ１７であってもよい。本発明の１つの実施形態によれば、ポリホウ酸塩のいずれも、水和されていてよい。本発明の１つの実施形態によれば、カルボアミド反応物質が尿素である場合、形成されるポリホウ酸アンモニウムは、テトラホウ酸アンモニウムであってもよい。この実施形態によれば、上記プロセスの第１の工程で、反応容器の中で起こりうる化学反応は、
【化１】
2012520823.tif 000003
である。
【００２３】
加えて、反応容器の中の尿素の一部は、上記の反応で生成される水と反応し、これにより以下の反応に従ってアンモニアを形成する：
【化２】
2012520823.tif 000004
【００２４】
次いで、第２の工程では、約５００〜６００℃に加熱されると、テトラホウ酸アンモニウムは、アンモニアと反応して、以下の反応に従ってａ−ＢＮを形成する：
【化３】
2012520823.tif 000005
【００２５】
さらに、第１の工程で生成されるホウ素イミドは、５００〜６００℃への加熱の際に、以下の反応に従ってａ−ＢＮおよびアンモニアへと分解する：
【化４】
2012520823.tif 000006
このようにして、ａ−ＢＮおよびさらなるアンモニアが与えられ、このアンモニアは、さらなるａ−ＢＮの形成のためにテトラホウ酸アンモニウムと反応してもよい。
【００２６】
本発明の１つの実施形態によれば、このカルボアミドおよびホウ酸反応物質のｗ／ｗ比は約３：４〜２：１である。本発明のさらなる実施形態によれば、カルボアミドおよびホウ酸のｗ／ｗ比はほぼ１．０〜１．５：１．０の間である。本発明のさらなる実施形態によれば、カルボアミドおよびホウ酸の比は約３．７５：４である。本発明のさらなる実施形態によれば、カルボアミドおよびホウ酸の比は約３．５：４である。本発明のさらなる実施形態によれば、カルボアミドおよびホウ酸の比は約３．２５：４である。本発明のさらなる実施形態によれば、カルボアミドおよびホウ酸の比は約２．７５：４である。本発明のさらなる実施形態によれば、カルボアミドおよびホウ酸の比は約２．５：４である。本発明のさらなる実施形態によれば、カルボアミドおよびホウ酸の比は約２．２５：４である。本発明のさらなる実施形態によれば、カルボアミドおよびホウ酸の比は約１：２である。
【００２７】
本発明の１つの実施形態によれば、本発明のプロセスは、窒素、アンモニア、またはそれらの両方の混合物の雰囲気下で約１２００〜１８００℃の間の温度にａ−ＢＮを加熱して、これによりｈ−ＢＮおよび／またはｔ−ＢＮを与える工程をさらに含んでもよい。本発明の１つの実施形態によれば、ホウ酸反応物質の初期重量の約４０〜４５％が残るときに、ａ−ＢＮの加熱は行われる。本発明の１つの実施形態によれば、ホウ酸反応物質の初期重量の約３５〜４０％が残るときに、ａ−ＢＮの加熱は行われる。本発明の１つの実施形態によれば、ホウ酸反応物質の初期重量の約３０〜３５％が残るときに、ａ−ＢＮの加熱は行われる。本発明の１つの実施形態によれば、ホウ酸反応物質の初期重量の約２５〜３０％が残るときに、ａ−ＢＮの加熱は行われる。本発明の１つの実施形態によれば、ホウ酸反応物質の初期重量の約２０〜２５％が残るときに、ａ−ＢＮの加熱は行われる。本発明の１つの実施形態によれば、ホウ酸反応物質の初期重量の約１５〜２０％が残るときに、ａ−ＢＮの加熱は行われる。本発明の１つの実施形態によれば、ホウ酸反応物質の初期重量の約１０〜１５％が残るときに、ａ−ＢＮの加熱は行われる。
【００２８】
本発明によれば、より低い範囲の温度、すなわち約１２００〜１４００℃が使用される場合、ｔ−ＢＮの百分率は上昇し、一方で、より高い温度、すなわち約１４００〜１８００℃はより低い量のｔ−ＢＮおよび高い量のｈ−ＢＮを生じる。図２は、１５００℃で本発明に従って調製されるｈ−ＢＮ／ｔ−ＢＮ粉末から得られたＸＲＤパターンを示す。
【００２９】
本発明の１つの実施形態によれば、当該ａ−ＢＮは、ｈ−ＢＮ／ｔ−ＢＮを調製するために約１２００℃〜１８００℃に加熱する前に、約２〜３ミクロン（約２〜３μｍ）よりも小さい粒子へと粉砕される。
【００３０】
本発明の１つの実施形態に従ってｈ−ＢＮ／ｔ−ＢＮが調製されると、そのｔ−ＢＮ／ｈ−ＢＮ粉末は、約７０℃よりも高い温度にある熱水、および／またはアルコールを用いて洗浄することにより、残留するホウ酸、ホウ酸無水物、またはいずれかの他の混入物質から清浄な状態にされる。このアルコールは、より清浄な物質を与えることができるので、本発明に従ってより高い純度の物質が所望される場合、当該ｔ−ＢＮ／ｈ−ＢＮは、最初に水を用い次いでアルコールを用いて洗浄される。さらなる実施形態によれば、反応容器の中のホウ酸無水物の残存量が約０．５％ｗ／ｗ未満になるまで、熱水を用いて洗浄することが行われる。さらなる実施形態によれば、反応容器の中のホウ酸無水物の残存量が約１〜２％ｗ／ｗ未満になるまで、熱水を用いて洗浄することが行われる。さらなる実施形態によれば、反応容器の中のホウ酸無水物の残存量が約２〜３％ｗ／ｗ未満になるまで、熱水を用いて洗浄することが行われる。さらなる実施形態によれば、反応容器の中のホウ酸無水物の残存量が約３〜４％ｗ／ｗ未満になるまで、熱水を用いて洗浄することが行われる。さらなる実施形態によれば、反応容器の中のホウ酸無水物の残存量が約４〜５％ｗ／ｗ未満になるまで、熱水を用いて洗浄することが行われる。さらなる実施形態によれば、ホウ酸無水物の残存量が約０．１％ｗ／ｗ未満になるまで、アルコールを用いて洗浄することが行われる。
【００３１】
本発明の１つの実施形態によれば、生成物である材料を洗浄するために使用される水は蒸留水または脱イオン水であり、その水の中のｈ−ＢＮ／ｔ−ＢＮ粉末の濃度は約２〜５％未満である。別の実施形態によれば、この粉末は、遠心分離によって水から分離される。
【００３２】
このｈ−ＢＮ／ｔ−ＢＮ物質が洗浄されると、１％までの残留酸素（ホウ酸無水物には由来しないもの）が依然として存在する可能性がある。この残留酸素は、おそらくは、空気中の酸素と反応するｈ−ＢＮ／ｔＢＮ物質の表面上の自由軌道に由来する。このように、本発明のさらなる実施形態によれば、ｈ−ＢＮ／ｔ−ＢＮ物質が水および／またはアルコールを用いて洗浄された後に、このｈ−ＢＮ／ｔ−ＢＮ物質は、水素またはヘリウムなどの軽いガスの下で約３００℃に加熱され、これにより酸素がその表面から離れるようになる。次いで、隔離（ｈｅｒｍｉｔｉｃ）条件下で、アルゴンまたは窒素などのより重いガスが、ｈ−ＢＮ／ｔ−ＢＮ物質にわたって流される。
【００３３】
本発明によれば、当該ｈ−ＢＮ／ｔ−ＢＮ生成物は、約２％までの不純物を含有する。本発明の別の実施形態によれば、当該ｈ−ＢＮ／ｔ−ＢＮ生成物は約１％までの不純物を含有する。本発明のさらに別の実施形態によれば、当該ｈ−ＢＮ／ｔ−ＢＮ生成物は約０．５％までの不純物を含有する。本発明のさらに別の実施形態によれば、当該ｈ−ＢＮ／ｔ−ＢＮ生成物の中で見出される不純物の量は０．５％未満である。
【００３４】
図３ａは、本発明に従って調製されたｈ−ＢＮ／ｔ−ＢＮ粉末の電子顕微鏡写真を示し、この写真は、その生成物の高い程度の純度を実証する。図３ｂは、本発明に従って調製されるｈ−ＢＮ／ｔ−ＢＮ粉末のさらなる電子顕微鏡写真を示す。本発明に従って調製されるｈ−ＢＮ／ｔ−ＢＮ粉末を分析すると、以下の組成が示される：炭素  ０．０５３％、酸素  ０．６０８％、窒素  ５５．８％、カルシウム  ２８０ｐｐｍ、ケイ素  １００ｐｐｍおよび可溶性（ｓｏｌ．）ホウ酸  ０．１３３％、平均粒径５．５μｍ。
【００３５】
本発明に従って調製されるｈ−ＢＮ／ｔ−ＢＮの２つの異なる処理単位の物性および化学特性が図４ａおよび４ｂに与えられる。このｔ−ＢＮを調製するための継続時間は、１２００〜１５００℃の温度で１．５〜３時間である。このｈ−ＢＮを調製するための継続時間は、１５００〜１８００℃の温度で３時間である。
【００３６】
本発明の種々の態様は、以下の実施例においてより詳細に記載される。この実施例は、本発明の実施形態を代表するが、本発明の範囲を限定するものとは決して解釈されない。
【実施例】
【００３７】
実施例１
３００ｇのＨ３ＢＯ３を、６００ｇの（ＮＨ２）２ＣＯと２５０℃で２時間混合し、次いで５００℃に０．２５時間加熱し、１２０ｇのａ−ＢＮを得た。次いでこの反応容器を、窒素雰囲気中で１２００℃の温度に３時間加熱し、８４．６ｇのｔ−ＢＮを得た。
【００３８】
実施例２
３００ｇのＨ３ＢＯ３を、６００ｇの（ＮＨ２）２ＣＯと２５０℃で２時間混合し、次いで６００℃に０．５時間加熱し、１３０ｇのａ−ＢＮを得た。次いでこの反応容器を、窒素の雰囲気下で１５００℃の温度に２時間加熱し、１０４．５ｇのｔ−ＢＮを得た。
【００３９】
実施例３
３００ｇのＨ３ＢＯ３を、６００ｇの（ＮＨ２）２ＣＯと２５０℃で２時間混合し、次いで６００℃に０．５時間加熱し、１３５ｇのａ−ＢＮを得た。次いでこの反応容器を、窒素雰囲気中で１５００℃の温度に５時間加熱し、１０１．２ｇのｈ−ＢＮを得た。
【００４０】
実施例４
３００ｇのＨ３ＢＯ３を、６００ｇの（ＮＨ２）２ＣＯと２５０℃で２時間混合し、次いで６００℃に１．０時間加熱し、１３２ｇのａ−ＢＮを得た。次いでこの反応容器を、窒素雰囲気中で１８００℃の温度に３時間加熱し、８８．６ｇのｈ−ＢＮを得た。
【００４１】
実施例５
当該プロセスを模擬するために、発明者らは、ＴＧ−５０を使用して熱重量分析を、ＤＳＣ−８２３Ｅを使用して熱量分析を行った。両方の分析器はＭｅｔｔｌｅｒ  Ｔｏｌｅｄｏ，ＵＳＡ（メトラー・トレド・ユーエスエー）社製である。
【００４２】
熱重量分析のために、２５．５６００ｍｇの、２：１の比として採用した尿素およびホウ酸の混合物を使用した。窒素雰囲気中（２００ｍｌ毎分）で、２５℃から１０００℃まで１０℃毎分の速度で加熱を行った。結果は、非晶性ＢＮの生成のためには６００℃を超える加熱は効果的ではないということを示す。
【００４３】
熱量分析のために、６．２９００ｍｇの、２：１の比として採用した尿素／ホウ酸の混合物を使用した。窒素雰囲気中（毎分８０ｍｌ）で、３００℃〜６００℃の温度範囲で１０℃／分の加熱速度で分析を行った。これらの結果を図５に示す。
【００４４】
本発明の特定の特徴が本願明細書で説明され記載されたが、この時点で、当業者には多くの改変物、置き換え、変更点、および等価物が思い浮かぶであろう。それゆえ、添付の特許請求の範囲は、本発明の趣旨の範囲内にあるすべてのこのような改変物および変更点に及ぶことが意図されているということを理解されたい。
【図１ａ】
2012520823.tif 000007
【図１ｂ】
2012520823.tif 000008
【図２】
2012520823.tif 000009
【図３ａ】
2012520823.tif 000010
【図３ｂ】
2012520823.tif 000011
【図４ａ】
2012520823.tif 000012
【図４ｂ】
2012520823.tif 000013
【図５】
2012520823.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月15日(2011.11.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶性窒化ホウ素（ａ−ＢＮ）の調製のためのプロセスであって、
（ａ）ホウ酸の粉末およびカルボアミドを約２５０〜３００℃の範囲の温度で混合して、これによりポリホウ酸アンモニウム；ホウ素イミドまたはそれらの混合物およびアンモニアを形成する工程と、
（ｂ）工程（ａ）で形成された物質を、約５００〜６００℃の範囲の温度に加熱し、これによりａ−ＢＮの粉末を形成する工程と、
を含むプロセス。
【請求項２】
前記ポリホウ酸アンモニウムは、約５００〜６００℃に加熱されたときにアンモニアと反応し、これによりａ−ＢＮを形成する、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記ホウ素イミドを約５００〜６００℃に加熱することで、ａ−ＢＮが得られる、請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
前記カルボアミドは尿素である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項５】
工程（ｂ）は、前記ホウ酸の初期重量の約５５〜７５％が反応容器の中に残るときに行われる、請求項１に記載のプロセス。
【請求項６】
前記ホウ酸はＨ３ＢＯ３、Ｈ２Ｂ４Ｏ７またはＨＢＯ２である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項７】
形成される前記ポリホウ酸アンモニウムは、実質的にテトラホウ酸アンモニウムからなる、請求項１に記載のプロセス。
【請求項８】
前記カルボアミドおよび前記ホウ酸反応物質のｗ／ｗ比は約３：４〜２：１である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項９】
窒素、アンモニア、またはそれらの混合物の雰囲気下で約１２００〜１８００℃の間の温度に前記ａ−ＢＮを加熱して、これによりｈ−ＢＮ、ｔ−ＢＮ、またはｈ−ＢＮおよびｔ−ＢＮの組み合わせを与える工程をさらに含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記ａ−ＢＮは、前記ａ−ＢＮを加熱する前に、約２〜３ミクロン（約２〜３μｍ）よりも小さい粒子へと粉砕される、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記ホウ酸の初期重量の約４０〜４５％が反応容器の中に残るときに、前記ａ−ＢＮのさらなる加熱は行われる、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１２】
残留するホウ酸、ホウ酸無水物および他の混入物質は、水、アルコール、またはそれらの混合物を用いて洗浄することにより、前記ｔ−ＢＮおよび前記ｈ−ＢＮから取り除かれる、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記水を用いて洗浄することは、ホウ酸無水物の残存量が約０．５％ｗ／ｗ未満になるまで行われる、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記アルコールを用いて洗浄することは、ホウ酸無水物の残存量が約０．１％ｗ／ｗ未満になるまで行われる、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１５】
軽いガスの下で前記ｈ−ＢＮおよびｔ−ＢＮを約３００℃に加熱することと、
隔離条件下、前記ｈ−ＢＮおよびｔ−ＢＮにわたって重いガスを流すことと、
をさらに含む、請求項１１に記載のプロセス。
【国際調査報告】
2012520823.tif 000015