CN104058752B - 定位器件 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于，提供一种快速烧成时也能够抑制边的中央部产生剥落裂纹的定位器件。根据本发明的解决方法，一种用于支撑被烧成物的定位器件（1），其外部形状为使边（3）向内侧弯曲的多边形，该多边形的边的个数为3‑6个，边（3）的中央部的凹陷量是边（3）的长度（CD）的5‑25%。通过使边（3）向内侧弯曲，去除容易产生大热应力的部位，即使进行快速烧成，也能够防止边（3）的中央部产生剥落裂纹。

Description

定位器件

技术领域

本发明涉及一种用于烧成各种陶瓷部件的定位器件（base setter）。

背景技术

在陶瓷部件的烧成中，以往广泛使用着陶瓷制定位器。其大多为如专利文献1所示的四边形平板。此外，也有很多在其四角上设置脚部，或者在四边的上侧设置突起，从而能够堆积的结构。

另外，在陶瓷部件的烧成中，也使用由定位器件和放置于其上面的烧成用垫板所组成的分离结构的定位器。这种分离结构的定位器具有仅更换烧成用垫板便可以长期使用的优点，同时具有通过使用对应于所要烧成的陶瓷制品的组分的烧成用垫板，因此存在能够容易抑制定位器与陶瓷制品之间的物质移动的优点。

但是，如果在四边形的定位器件的上方放置几乎与其同一尺寸的烧成用垫板进行烧成时，随着烧成条件的不同，发生在定位器件边的中央部产生剥落（spalling）裂纹的情况。尤其是在进行降温速度大的快速烧成时，容易产生剥落裂纹。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2004-53147号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于，提供一种解决上述现有问题，并且即使在快速烧成过程中也能够抑制边的中央部产生剥落裂纹的定位器件。

解决课题的方法

为解决上述课题，本申请发明者对定位器件边的中央部产生剥落裂纹的原因进行了研究，其结果发现，在冷却工艺中定位器件边的中央部产生大的热应力，该热应力是产生剥落裂纹的原因。即，四边形定位器件在冷却工艺中不能避免外周部的温度先下降而边的中央部的降温延缓的情况。尤其是，上表面被烧成用垫板覆盖的定位器件，由于垫板的蓄热，使得定位器件的外周部及中央部的温差增大。因此，尽管外周部欲向内侧发生热收缩，但因被限制在相对高温的定位器的中央部，从而在边的中央部会产生大的热应力。

本发明是基于上述见解完成的，本发明的定位器件用于支撑被烧成物，其特征在于，所述定位器件的外部形状为使边向内侧弯曲的多边形，边的中央部的凹陷量为边的长度的5-25%。

此外，如权利要求2所示，多边形的边的个数优选为3-6个。另外，如权利要求3所示，优选多边形的内侧部分为局部中空的形状，如权利要求4所示，材料优选为SiC质、莫来石质、氧化铝质中的任意一种。

发明效果

根据本发明的定位器件，使边向内侧弯曲的多边形，以使边的中央部的凹陷量为边的长度的5-25%，因此如后述的实施方案所示，角部呈尖锐并向外侧突出的形状。因此，可以牢固地保持与连接角部顶端部的多边形的尺寸相同尺寸的烧成用垫板。

另外，本发明的定位器件通过使边的中央部向内侧弯曲，使所述定位器件呈切除而去除容易产生大热应力的部分的形状，从而能够防止边的中央部产生剥落裂纹。由于使边的中央部向内侧弯曲，使得角部呈尖锐并向外侧突出的形状，因此角部容易向外侧自由地热膨胀，并不存在角部产生大的热应力的情况。

因此，即使进行快速烧成，本发明的定位器件也能够抑制在边的中央部发生剥落裂纹的现象。对于本发明的其他效果，将与实施方案一同说明。

附图说明

图1是表示第一实施方案的俯视图。

图2是表示第一实施方案的立体图。

图3是表示沿X-X线的放大剖面图。

图4是表示第二实施方案的俯视图。

图5是表示第三实施方案的俯视图。

图6是表示第四实施方案的俯视图。

附图标记说明

1 定位器件

2 烧成用垫板

3 边

4 角部

5 孔

6 减重孔

7 减重孔

具体实施方式

下面对本发明的实施方案进行说明。

图1为本发明第一实施方案的俯视图，图2为本发明第一实施方案的立体图。

这些图中，1是本发明的定位器件，2是放置于其上方的烧成用垫板。烧成用垫板2是直接支撑载置于其上方的陶瓷电容器等被烧成物的构件。但是，烧成用垫板2不是本发明的必要构件，也可以将被烧成物直接载置在定位器件1的上方进行烧成。此外，如下述实施例所示，本发明的定位器件1的材料可以采用SiC质、氧化铝质、莫来石质等材料，但从辐射或热传导方面看，优选采用SiC质的材料。烧成用垫板2的厚度为1-3mm程度，其尺寸例如为300×300mm的正方形。

本实施方案的定位器件1用于支撑烧成用垫板2，在该实施方案中，是使正方形的边3向内侧弯曲而使角部4突出的形状。如图所示，角部4的顶端与烧成用垫板2相比，略微更向外侧延伸一点。角部4的厚度比烧成用垫板2厚，例如为4-10mm，并使其具有强度及刚性。通过这种结构，仅更换烧成用垫板2便可以长期使用。在角部4形成有定位用孔5。

边3的形状为圆弧形或接近圆弧形的曲线。从边3的中心点朝向烧成用垫板2的边引出的垂线的长度AB，是边3的长度CD的5-25%。在图1中，边3的长度采用了烧成用垫板2的端部与边3的交叉点C、D之间的长度。如果边3的弯曲程度过小时（不足5%时），则接近于边呈直线的现有产品，因此不能获得本发明的效果；如果边3的弯曲程度过大时（超过25%时），则烧成用垫板2边的支撑位置过于接近内侧，因此烧成用垫板2的边有下垂的危险。此外，定位器件1的边3具有角部时，该部位会产生集中应力，因此有必要采用平缓的曲线。

本实施方案中，在定位器件1的内侧部分形成有减重孔6、7，而呈局部中空的形状。这些减重孔6、7是为了通过使定位器件1轻量化来实现减少热容量，并试图减少烧成能量。为消除应力集中，减重孔6、7的形状也优选为平缓曲线的形状。但如图4示出的第二实施方案所示，减重孔6、7的配置及尺寸可以自由变更；另外，如图5示出的第二实施方案所示，不具有减重孔的结构也没有问题。

定位器件1的整体形状优选为多边形，该多边形的边的个数为3-6个。即，除了上述正方形之外，如图6示出的第四实施方案所示，采用三角形也可。但是，若在烧成用垫板2呈四边形时使定位器件1呈三角形，则烧成用垫板2无法被定位器件1所支撑的部分增加，因此当烧成用垫板2是四边形时，定位器件1优先也呈四边形。定位器件1整体形状也可以为五边形或六边形。但是，若超过六边形则越来越接近圆形，因此边3的长度也随之变短，导致本发明的效果变弱，从而优选边为3-6个的多边形。

以上述方式构成的本实施方案的定位器件1，是在其上方放置烧成用垫板2而使用的，在冷却工艺中，通过来自烧成炉内的热辐射及气氛的热传导，从角部4开始降温，不能避免上表面被烧成用垫板2覆盖的定位器件1的中心部降温延缓的情况。但是，角部4呈尖锐的形状，因此可以自由地向外侧热膨胀，在该部分上不会产生大的热应力。

另外，以往在边3的中央部产生最大的热应力，使得该部分容易产生剥落裂纹，但本发明的定位器件1不存在相当于现有产品的边的中央部的部分，因此能够防止边3的中央部产生剥落裂纹。而且，通过使边3向内侧弯曲，定位器件1的中心部的质量也减少，因此热容量减小，降温速度上升。由此，也会使边3的中央部和角部4的温差减小，热应力也随之减小。

作为本发明的定位器件1的成型方法，可以采用浇注成型法或冲压成型法，但不仅限于这些成型法。

【实施例】

下面，示出本发明的实施例。

用各种陶瓷材料，制作了表1示出的实施例1-7、表2示出的比较例1-8的定位器件，并评价了抗剥落性、使用时的破损率、放置于上方的烧成用垫板的挠曲量等。定位器件的尺寸均为310×310mm及5mm厚度。此外，在定位器件的上方放置的烧成用垫板，均采用了300×300mm、2mm厚度的氧化铝板。表1中示出的凹陷比例是指，垂线的长度AB和边3的长度CD的比例的数值，其数值为0时表示边是直线。

实施例1、比较例1中的氧化铝质莫来石质及实施例2、比较例2中的氧化铝质氧化铝的定位器件，按照如下方法制造：将氧化铝和二氧化硅以表1示出的摩尔比调配成原料，并加入有机粘合剂（甲基纤维素）和水而制成生坯，且进行液压成型，干燥后在1500℃下烧成。

实施例3、比较例3中的氧化物结合SiC质的定位器件，按照如下方法制造：在SiC粉末中添加少量的膨润土、CaCO₃、及V₂O₅，用水进行搅拌，再对添加有无定形二氧化硅的混合物进行冲压成型，干燥后通过一次烧成使得在SiC颗粒之间生成方英石，并进一步在1400℃下烧结。

实施例4-6、比较例4-7中的Si浸透型SiC质的定位器件，按照如下方法制造：向SiC粉末中加入石墨粉、有机粘合剂（甲基纤维素）、及水而制成生坯，进行液压成型，并在碳坩埚中与金属Si一同在真空条件下烧成，使Si浸透在SiC颗粒之间。最高烧成温度为1600℃。

实施例7、比较例8中的氮化硅结合SiC质的定位器件，按照如下方法制造：向SiC粉末中添加Si粉末，并与水进行搅拌，采用石膏模进行浇注成型之后使其干燥，将干燥成型体置于氮气气氛中并在1450℃下烧成，使SiC颗粒之间生成SiN。

实施例8、比较例9中的重结晶SiC质的定位器件，按照如下方法制造：向SiC粉末中加入成型用粘合剂而制备浆液，并将其浇注成型，将所得成型体干燥后，在惰性气体中加热至2200℃，从而制备重结晶SiC质。

【表1】

【表2】

表观孔隙度（apparent porosity）和体积密度（bulk specific gravity ）的测定是按照JIS R2205标准执行的。另外，弯曲强度的测定是按照JIS R2213标准执行的。抗剥落性（spalling resistance）的评价，是用装载烧成用垫板和被加工物（陶瓷电容器），并使炉内温度等级以50℃的单位变化且进行骤冷而其断裂时的炉内温度来表示的。该值越高，就意味着抗剥落性越好。

使用时的破损率为在1300℃下入窑150次使用时的破损率。

放置于上方的烧成用垫板的挠曲量，是施加1300℃的热负荷和400g的负载时的烧成用垫板的挠曲量。

如表1所示，本发明实施例的定位器件，抗剥落性优异，使用时的破损率小，烧成用垫板的挠曲量也小。在比较例中，边的凹陷量脱离了本发明的范围，而在边接近直线的比较例中，抗剥落性下降的同时，使用时的破损率也增大，在凹陷过大的比较例6、7中，使用时的破损率增大的同时，烧成用垫板的挠曲量也增大。

Claims (5)

1.一种定位器件，在所述定位器件上方放置烧成用垫板而进行使用，所述烧成用垫板直接支撑载置于其上方的被烧成物，其特征在于，

所述定位器件的外部形状为使边向内侧弯曲的多边形，以所述烧成用垫板的端部与所述边的2个交叉点之间的长度为边的长度，以从所述边的中心点朝向烧成用垫板的边引出的垂线的长度AB为中央部的凹陷量时，边的中央部的凹陷量是边的长度的5-25％。

2.根据权利要求1所述的定位器件，其特征在于，

所述多边形的边的个数为3-6个。

3.根据权利要求1所述的定位器件，其特征在于，

所述多边形的内侧部分为局部中空的形状。

4.根据权利要求1所述的定位器件，其特征在于，

所述定位器件的材料为选自SiC质、莫来石质、氧化铝质中的任意一种。

5.一种被烧成物的烧成方法，其特征在于，在权利要求1所述的定位器件上放置烧成用垫板，将被烧成物放置在该烧成用垫板上进行烧成。