CN1225435C - 陶瓷电子零件烧成用载置器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种陶瓷电子零件烧成用载置器，其特征在于，不仅基体材料厚的载置器，而且即使是薄壁化的场合，也能够恰当地防止反复使用引起的载置器的弯曲，以至于能够长期使用。本发明采用的实施方案是，对于在由陶瓷构成的基体材料上、具有以ZrO2为主要成分的被覆层的陶瓷电子零件烧成用载置器，在基体材料的载置面及其相反面设残余膨胀量不同的被覆层。

Description

陶瓷电子零件烧成用载置器
技术领域
本发明涉及在烧成陶瓷电容器、压电元件、热敏电阻等陶瓷电子零件时所使用的载置器。
背景技术
陶瓷电子零件烧成用载置器(以下简称为“载置器”)是被装载在架板等上而构成烧成用托盘，在制作陶瓷质电子部件时，其上载置被烧成体(烧成后成为电子部件，以下相同)以进行烧成的构件。因而，处于这种情况下的该载置器，由其使用环境和其使用目的，要求与被烧成体的反应性要低、耐热性和耐急冷急热性要强。为此，广泛使用的现有的载置器，以耐热性和耐急冷急热性大的Al2O3·SiO2作为基体材料，在该基体材料的表面上，设以ZrO2为主要成分的被覆层，以防止被烧成体成分和基体材料反应。
可是，设有这样的被覆层的载置器，因使用引起的反复加热和冷却，存在载置器发生弯曲的问题，从提高耐久性的观点出发，迫切需求这方面能得到改善的载置器。
众所周知，现有的考虑了这一点的载置器，都是通过在高温下烧成基体材料以增加硬度来提高对抗弯曲的抵抗力。
但是，由于这样的载置器在该高温下烧成时要消耗大量的燃料，所以存在得到的载置器的成本升高的问题。另外，用高温烧成时，因烧成收缩量大，所以得到的载置器容易发生变形、尺寸波动等，原材料利用率低的问题。
与此相反，提出了在基体材料上用喷镀设被覆层、制作相对于薄的被覆层4倍以内厚度的厚的被覆层的载置器(特开2000-146456公报)。这种载置器着眼点在于，因各被覆层的厚度不同载置器会发生弯曲，通过使各被覆层的厚度大体相同，来防止弯曲的发生。
但是，这种载置器一点也没有考虑载置被烧成体的面的被覆层受到由被烧成体成分对其余留膨胀特性的影响、和构成被覆层的ZrO2的稳定化率、使用的稳定化剂的种类及被覆层的气孔率对被覆层的余留膨胀特性较大地干预。另外，根据所用基体材料的材质及选择的烧成温度，基体材料薄壁化的载置器有时会发生基体材料本身向下方弯曲的情况，但是这种载置器对这一点也丝毫没有考虑。
其结果大多数的现状是，实际上在这种现有的载置器中，即使是在载置被烧成体的面和其相反面上设相同厚度的被覆层的场合下，载置器也发生弯曲，烧成次数都不可能使用10次。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供即使在基体材料薄壁化的场合下，也能够恰当地防止由反复使用引起的载置器的弯曲、以至于能够长期使用的载置器。
鉴于上述问题，本发明人进行了锐意研究发现，考虑被烧成体成分造成的影响和基体材料的弯曲量之后，控制构成被覆层的ZrO2的稳定化率、被覆层的气孔率及ZrO2稳定化剂的种类等，在载置被烧成体的面及其相反面上预先设残余膨胀量不同的被覆层，就可以使上述问题得到解决，直至完成本发明。
即，本发明提供一种载置器，其特征在于，在由陶瓷构成的基体材料上，具有以ZrO2为主要成分的被覆层的陶瓷电子零件烧成用载置器，在基体材料的载置面及其相反面上，具有残余膨胀量不同的被覆层。
在本发明中，该载置面的被覆层由下述式(1)中表示的稳定化率为30～100％的ZrO2层构成，并且优选构成载置面及其相反面的各被覆层的ZrO2层的稳定化率有1～60％的差(绝对值)。
稳定化率(％)＝(立方晶/(立方晶+单斜晶))×100        (1)
[式(1)中稳定化率是在使用前的状态中的值。]
另外，在本发明中，优选载置面及其相反面的各被覆层由含有不同种类的稳定化剂的ZrO2层构成。
另外，在本发明中，优选该载置面及其相反面的各被覆层有不同的气孔率，此时，载置面的被覆层优选用喷镀或喷涂的任一种方法形成，且载置面的相反面的被覆层优选用与形成载置面的被覆层的方法不同的喷涂或喷镀的任一种方法形成。
附图说明
图1是模式地表示构成载置器的基体材料的弯曲量的测定基准的说明图。
图2是表示在氧化锆被覆层中残余膨胀量和进出窑中次数的关系的曲线图。
具体实施方式
以下，具体地说明本发明的实施方式。
本发明的载置器是在由陶瓷构成的基体材料上、在基体材料的载置面及其相反面上，具有以ZrO2作为主要成分、残余膨胀量相互不同的被覆层的载置器。
藉此，因被烧成体成分等的影响，载置面的被覆层发生由ZrO2结晶相转移引起的残余膨胀量的增大，但是，即使在被烧成体烧成时基体材料弯曲的场合下，根据预先设的各被覆层间的残余膨胀量的差，也可以使与这些弯曲有关的主要因素相抵消，即使反复使用，载置器也不发生弯曲以至于能够长期使用。
这里，所谓“残余膨胀量”是指烧成后的被覆层在长度方向上的长度减去烧成前的被覆层在长度方向上的长度所得的，这里，各被覆层在长度方向上的长度是指基体材料在不受约束的状态下的长度。
本发明中，在因与被烧成体反应及基体材料弯曲量的影响，载置器整体发生向载置面方向的弯曲(以下称为“上弯曲”)或者向其相反面方向的弯曲(以下称为“下弯曲”)的场合下，必须将载置面及其相反面的被覆层间的残余膨胀量的差设定在向相反方向发生弯曲的范围内，在被烧成体烧成时的载置器的弯曲量才可以降低至2.0mm以下的范围内。
具体地说，由于在载置面的被覆层中，其残余膨胀量根据被烧成体的成分及烧成条件而变化，另外，基体材料的弯曲量根据基体材料的厚度及材质和被烧成体的烧成温度等而不同，所以有必要综合考虑这些要素来决定两被覆层间的残余膨胀量的差。
另外，如图1所示，载置器的弯曲量是指，在将载置器水平地静置时，烧成前后的载置器1及2中在厚度方向上最上位点移动的长度(X)。另外，这里，烧成时用1～n(n＝10以上的整数)次时，在相对于使用前的载置器的各次烧成后的载置器中的各弯曲量都差不多。因而，本发明的载置器，在使用至少10次以上的场合，无论哪一次，相对于使用前的载置器其弯曲都差不多都不在2.0mm以上。
另外，在本发明中，残余膨胀量相异的被覆层优选构成各被覆层的各ZrO2层有下述式(1)中所示的稳定化率的差。
稳定化率(％)＝(立方晶/(立方晶+单斜晶))×100        (1)
[式(1)中稳定化率是在使用前的状态中的值。]
这里，根据图2说明稳定化率与由残余膨胀量的烧成次数引起的变化之间的关系。
如图2所示，在以ZrO2为主要成分的被覆层中，稳定化率越接近100％或0％，由于烧成时引起ZrO2层的结晶相的转移越困难，所以进出窑中次数为15次以内时残余膨胀量也越小。另一方面，稳定化率越接近50％，烧成时引起ZrO2层的结晶相的转移越容易，即使进出窑中次数为15次以内，余留膨胀的发生量随使用次数大致成比例地变大。
另外，载置面上设的被覆层(图中在稳定化率为100％的被覆层用虚线表示)与相反面上设的相同的稳定化率的被覆层显示不同的行为。也就是说，在进出窑中次数为15次以内时，因与烧成时的被烧成体的反应，高频度引起结晶相转移，残余膨胀量变大。因此，假若在载置面和与其相反面设相同稳定化率的被覆层的场合，在使用次数比较少的时期内，两者的残余膨胀量的差变大，容易发生不能作为载置器而使用的弯曲。
与此相反，如图1所示，例如，如果载置面设稳定化率100％的被覆层的场合其相反面设稳定化率90％的被覆层，那么两被覆层显示残余膨胀量的变化大体相同的行为，假如除去基体材料的弯曲来考虑，就可以防止载置器的弯曲。
在本发明中，优选构成各被覆层的各ZrO2的稳定化率有1～60％的差(绝对值)，更优选有2～50％的差(绝对值)，特优选有5～35％的差(绝对值)。
构成各被覆层的各ZrO2层的稳定化率有比60％大的差(绝对值)时，不但通过载置面及其相反面上所设的两被覆层间残余膨胀量的差准确地抵消被烧成体烧成时的基体材料的弯曲及载置面上所设的被覆层的由被烧成体产生的影响以防止载置器的弯曲容易变得困难，而且含未稳定化ZrO2粒子多的稳定化率低的被覆层因粉末化容易发生损耗。
另外，在本发明中，优选陶瓷基体材料的载置面上所设的被覆层由上述(1)式中所示的稳定化率为30～100％的ZrO2层构成。在由稳定化率不足30％的ZrO2层构成被覆层时，因粉末化容易发生损耗。
可是，如图1所示，被烧成体成分引起的残余膨胀量的变动量因稳定化率、被烧成体的烧成条件而异，例如，稳定化率越小，残余膨胀量变动越大。因而，必须根据载置面上所设的稳定化率等选择相反面的被覆层的稳定化率等在适当的范围内。
另外，载置面及其相反面的任一被覆层，例如，若是稳定化率在50％左右的被覆层，烧成引起的残余膨胀量越易增大，精密地控制载置器的弯曲就越困难。因而，在本发明中，更优选将载置面及/或其相反面的被覆层取为上述(1)式所示的稳定化率为65～100％的ZrO2层，特优选为70～100％的ZrO2层。
在本发明中，稳定化率有差异的各被覆层，例如，可以使用在氧化锆原料中含有不同量稳定剂的原料而形成。
另外，作为稳定剂，例如有氧化钇(Y2O3)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)或二氧化铈(CeO)等。另外，例如，通过含有氧化钇(Y2O3)8质量％以上，氧化钙(CaO)5质量％以上，就可以形成稳定化率100％的被覆层，对于稳定化率不足100％的被覆层，只要按照所希望的稳定化率成比例地减少上述含有量就行。
另一方面，抑制ZrO2层稳定化率的降低使结晶相的转移变小的效果根据ZrO2中含有的稳定剂的种类而异。
因而，作为本发明中的残余膨胀量不同的被覆层，也可以用含有不同种类的稳定剂的ZrO2构成各被覆层。
在这样的被覆层中，可以简单地设定残余膨胀量不同的被覆层，即使在稳定化率相同的被覆层中，在各被覆层间，也可以对残余膨胀量设定差别。
在本发明中，考虑上述各稳定化剂的效果的差异，可以选择该稳定化剂的单独一种或二种以上的混合物，各被覆层可以分别使用不同的稳定化剂。
另外，在本发明中，各被覆层由含有不同种类的稳定化剂并且具有不同稳定化率的ZrO2层构成，优选被设定的残余膨胀量的差别的范围宽、可以恰当地与被烧成体成分引起的残余膨胀量的增大等相对应。
另外，在本发明中，更优选残余膨胀量具有差别的各被覆层由载置面及其相反面的被覆层且其分别具有不同的气孔率的ZrO2层构成。
在这样的被覆层中，由于气孔率越大的被覆层，各粒子间间隔越大，所以烧成时的膨胀量自身减少，残余膨胀量也就越小。相反，气孔率越小的被覆层，烧成时的各粒子的膨胀可作为自身被覆层的膨胀量反应出来，残余膨胀量就越大。因而，利用此特性，通过各被覆层分别选用具有不同特定的气孔率的ZrO2层的手段，就可以在各被覆层间恰当地设定残余膨胀量的差别。
在本发明中，无需说，优选载置面及其相反面上设有的被覆层的气孔率的差别根据各被覆层的材质的不同、被烧成体的成分、烧成温度或基体材料的厚度或材质等选取恰当的范围，但从使用中被覆层的强度要高这点出发，优选取5～40％(绝对值)的范围，更优选取10～30％(绝对值)的范围。
另外，除具有不同的气孔率以外，也可以在上述的各被覆层间制作稳定化率不同的ZrO2层，还可以将各被覆层制成含有不同种类的稳定化剂的ZrO2层。在这样的被覆层中，所设的残余膨胀量的差别的范围广、可以更恰当地与由被烧成体引起的残余膨胀量的增大等相对应。
在本发明中，具有相互不同的气孔率的被覆层，例如，可以用不同的施工方法形成各被覆层而得到。
作为施工方法，可以用通常被使用的方法，例如可以举出喷涂、浸渍、浇注或喷镀等方法。另外，在气孔率大的场合(气孔率15～50％)，优选喷涂、浇注等方法，在气孔率小的场合(气孔率3～15％)，优选喷镀的方法。另外，为了能够精密地控制被覆层的厚度，优选载置面的被覆层用喷镀或喷涂的任一种方法形成，而载置面的相反面的被覆层用喷涂或喷镀的另一种的任一种方法形成。
另外，各被覆层的气孔率的控制无需说可以由施工方法的选择来决定，但即使在用喷涂、喷镀等的任一种的场合，通过使原料的粒度、料浆浓度、或者涂或喷镀的条件等在所希望的范围内，也可以在一定的范围内进行控制。
另外，作为喷镀，例如有利用加热方法产生的燃烧焰的气体喷镀、用电弧的电弧喷镀、用等离子流的等离子喷镀等。但是，从能够以均一的厚度形成平均厚度为20～250μm的薄层这点出发，优选等离子喷镀。另外，作为等离子喷镀，有水稳定化等离子喷镀、气体等离子喷镀等，要求气孔率大的场合下优选水稳定化等离子喷镀(气孔率7～15％)，要求气孔率小的场合下优选气体等离子喷镀(气孔率3～10％)。
另外，本发明中的各被覆层的残余膨胀量也可以根据被覆层的厚度设定差别。但是，从受施工方法的限制、基体材料的露出及被覆层的剥离等方面出发，优选被覆层的厚度在20～400μm的范围内，更优选在50～300μm的范围内，特优选在100～200μm的范围内。
另外，从被覆层的内部不产生组织破坏，各被覆层的残余膨胀量的差别可以在较广的范围内进行设定这点出发，优选各被覆层厚度的差在50～500μm的范围内，更优选在100～300μm的范围内，特优选在100～200μm的范围内。
另外，本发明中的基体材料对其材质不作特别的限制，例如，可以用碳化硅、氧化铝、氧化铝-二氧化硅、堇青石等构成。
但是，在被烧成体烧成时，由于基体材料的材质对基体材料的弯曲性将赋予影响，所以优选考虑使用温度等使用条件而选择材质。另外，从耐热性、耐冲击性等要优良及基体材料的弯曲量要小这点出发，优选氧化铝·二氧化硅质。
在本发明中，对基体材料的厚度也不作特别的限制，使基体材料厚壁化也可以使载置器对弯曲的抵抗增大。另外，从被烧成体烧成时被载置器吸收的热量要小这点出发，更优选薄壁化的基体材料。此时，由于被烧成体烧成时的载置器的弯曲量容易增大，所以从这点考虑，在基体材料的载置面及其相反面可以设具有规定的残余膨胀量的被覆层。
以下，根据实施例，更具体地说明本发明。但是，本发明并不限于这些实施方式。
(评价方法)
(1)载置器的弯曲量
将在各实施例及各比较例中得到的载置器切断成150mm×20mm×4mm的大小，制成试样。在各试样的相当于载置面的面上涂布含有10％的陶瓷电容器的主要成分的钛酸钡的溶液后，反复10次1300℃、2小时的烧成，对各次烧成后的试样，求出如图1所示的相对于烧成前的试样的弯曲量X。
按以下进行评价：载置器各次的弯曲量在1.0mm以下时评价为◎，不足2.0mm时评价为○，2.0mm以上时评价为×。
(2)基体材料的弯曲量
将在各实施例及各比较例中制作的基体材料切断成150mm×20mm×4mm的大小，按照原样制成试样。将各试样反复进行10次1300℃、2小时的烧成，对10次烧成后的试样，与图1所示的基准相同，求出弯曲量。
(3)残余膨胀量的差别
对于各实施例和各比较例得到的载置器，通过研磨除去基体材料部分，取出载置面的被覆层和其相反面的被覆层，制成试样。
得到的各试样，对于由载置面的被覆层取出的试样，涂布含有10％的陶瓷电容器的主要成分的钛酸钡的溶液，对于由与载置面相反的面取出的试样，不作任何涂布，分别反复进行10次1300℃、2小时的烧成后，测定各自长度方向的长度，求出两者的差。
(4)载置面的被覆层中的残余膨胀量的变动量
对于各实施例和各比较例得到的载置器，通过研磨除去基体材料部分，取出载置面的被覆层。然后，对于得到的各被覆层，制作涂布含有10％的陶瓷电容器的主要成分的钛酸钡的溶液的试样和什么也不涂布的试样。
对于各试样，进行反复10次1300℃、2小时的烧成后，分别测定长度方向的长度，求出涂布钛酸钡溶液的试样相对于什么也不涂布的试样的残余膨胀量的变动量。
(5)被覆层的强度
按照以下评价：不发生被覆层的粉末化时评价为◎，轻度发生粉末化时评价为○，因粉末化被覆层损耗时评价为×。
(实施例1)
首先，将粒径1.5～0.5mm的氧化铝(Al2O3)骨料30质量％、粒径0.5mm以下的氧化铝(Al2O3)粒子20质量％、粒径0.5mm以下的煅烧氧化铝(Al2O3)10质量％、粒径10μm以下的粘土15质量％和粒径0.15mm以下的红柱石25质量％混合，调制基体材料用混合原料。接着，相对于得到的混合原料100质量份添加作为粘接剂的甲基纤维素0.5质量份、水3质量份后，用轮碾机混合，得到陶坯土。然后，以1t/cm2的压力用油压机使该陶坯土压力成型，得到150mm×150mm×4mm的成型体，使该成型体在80℃下干燥8小时后，在1550℃下烧成2小时，制作基体材料。另外，得到的基体材料的弯曲量是0.3mm。
然后，在该基体材料的载置面上，用粒径100～200μm的8质量％的Y2O3稳定化氧化锆粒子(稳定化率100％)，进行水等离子喷镀，形成厚度100μm的被覆层。另外，在与基体材料载置面相反的面上，用粒径100～200μm的8质量％的Y2O3稳定化氧化锆粒子99质量％和未稳定化氧化锆粒子1质量％混合的混合原料(稳定化率99％)，进行水等离子喷镀，形成同样厚度的被覆层，制造陶瓷电子零件烧成用载置器。详细结果汇总示于表1。
(实施例2～4及比较例1～3)
除了分别使用将粒径100～200μm的8质量％的Y2O3稳定化氧化锆粒子和未稳定化氧化锆粒子以表1所示的比率混合的混合原料、在基体材料的载置面及其相反面上形成被覆层以外，与实施例1同样地进行，制造陶瓷电子零件烧成用载置器。详细结果汇总示于表1。
表1
  基体材料的烧成温度(℃)   载置面的被覆层   与载置面相反的面的被覆层
  施工方法   原料混合比*1   稳定化率(％)   施工方法   原料混合比*1   稳定化率(％)
 比较例1   1550   喷镀   100∶0   100   喷镀   100∶0   100
 实施例1   1550   喷镀   100∶0   100   喷镀   99∶1   99
 实施例2   1550   喷镀   100∶0   100   喷镀   90∶10   90
 实施例3   1550   喷镀   100∶0   100   喷镀   65∶35   65
 实施例4   1550   喷镀   100∶0   100   喷镀   40∶60   40
 比较例2   1550   喷镀   100∶0   100   喷镀   39∶61   39
 比较例3   1550   喷镀   100∶0   100   喷镀   20∶80   20
*1：粒径100～200μm的8质量％的Y2O3稳定化氧化锆粒子(稳定化率100％)和未稳定化氧化锆粒子的质量比
(评价)
任一实施例及比较例都使载置面的被覆层的稳定化率为100％。使与载置面相反的面的被覆层的稳定化率为65～90％(稳定化率的差为10～35％)的实施例2、3的载置器，弯曲量在1.0mm以下，大体不发生弯曲。另外，使与载置面相反的面的被覆层的稳定化率分别为99％(稳定化率的差为1％)、40％(稳定化率的差为60％)的实施例1、4的载置器，发生弯曲量不足2.0mm的较小的弯曲，但大体在实用上没有问题。
与此相反，使与载置面相反的面的被覆层的稳定化率为100％(稳定化率的差为0％)、与载置面的被覆层相同的比较例1的载置器，弯曲量在2.0mm以上，发生大的弯曲。另外，使与载置面相反的面的被覆层的稳定化率为较小的39％(稳定化率的差为61％)的比较例2的载置器，弯曲量在2.0mm以上，发生大的弯曲。另外，使与载置面相反的面的被覆层的稳定化率为20％(稳定化率的差为80％)的比较例3的载置器，弯曲量在较小的1.0mm以下，但与基体材料的载置面相反的面上设的被覆层因粉末化而损耗。评价结果汇总示于表2。
表2
  基体材料的弯曲量(mm)   载置面的被覆层中残余膨胀量的变动量(mm)   烧成10次中的残余膨胀量的差(mm)   稳定化率的差(％)   载置器的弯曲量(mm)   弯曲方向   被覆层强度
 比较例1   0.3   0.84   0.80   0   ×   上   ◎
 实施例1   0.3   0.84   0.43   1   ○   上   ◎
 实施例2   0.3   0.84   0.07   10   ◎   上   ◎
 实施例3   0.3   0.84   0.14   30   ◎   下   ◎
 实施例4   0.3   0.84   0.55   60   ○   下   ○
 比较例2   0.3   0.84   0.60   61   ×   下   ○
 比较例3   0.3   0.84   0.13   80   ◎   上   ×
(实施例5～8及比较例4、5)
除了分别使用将粒径100～200μm的8质量％的Y2O3稳定化氧化锆和未稳定化氧化锆粒子以表3所示的比率混合的混合原料、在基体材料的载置面及其相反面上形成被覆层以外，与实施例1同样地进行，制造陶瓷电子零件烧成用载置器。详细结果汇总示于表3。
表3
  基体材料的烧成温度(℃)   载置面的被覆层   与载置面相反的面的被覆层
  施工方法   原料混合比*1   稳定化率(％)   施工方法   原料混合比*1   稳定化率(％)
 实施例5   1550   喷镀   80∶20   80   喷镀   70∶30   70
 实施例6   1550   喷镀   50∶50   50   喷镀   40∶60   40
 实施例7   1550   喷镀   40∶60   40   喷镀   30∶70   30
 比较例4   1550   喷镀   30∶70   30   喷镀   20∶80   20
 实施例8   1550   喷镀   31∶69   31   喷镀   30∶70   30
 比较例5   1550   喷镀   30∶70   30   喷镀   29∶71   29
*1：粒径100～200μm的8质量％的Y2O3稳定化氧化锆粒子(稳定化率100％)和未稳定化氧化锆粒子的质量比
(评价)
(实施例5～7及比较例4)
实施例5～7及比较例4的载置器，在各面的被覆层间对于构成该被覆层的氧化锆，其稳定化率的差是10％。
使与载置面相反的面的被覆层的稳定化率为40～70％的实施例5～7的载置器，发生弯曲量不足2.0mm的较小的弯曲，但在实用上没有问题。
与此相反，使与载置面相反的面的被覆层的稳定化率为20％的比较例4的载置器，弯曲量不足2.0mm，但与基体材料的载置面相反的面上设的被覆层因粉末化而损耗。评价结果汇总示于表4。
(实施例8及比较例5)
实施例8及比较例5的载置器，在各面的被覆层间对于构成该被覆层的氧化锆，其稳定化率的差是1％。
使与载置面相反的面的被覆层的稳定化率为30％的实施例8的载置器，发生弯曲量不足2.0mm的较小的弯曲，但在实用上没有问题。
与此相反，使与载置面相反的面的被覆层的稳定化率为29％的比较例5的载置器，弯曲量不足2.0mm，但与载置面相反侧的被覆层因脆性破坏而剥落。评价结果汇总示于表4。
另外，这些结果表明，构成载置器的表层的ZrO2层的稳定化率不必一定将单面的稳定化率取为100％，并且即使可以控制由残余膨胀量的差别引起的弯曲，在稳定化率不足30％时，在使用上也会发生问题。
表4
  基体材料的弯曲量(mm)   载置面的被覆层中残余膨胀量的变动量(mm)   烧成10次中的残余膨胀量的差(mm)   稳定化率的差(％)   载置器的弯曲量(mm)   弯曲方向   被覆层强度
  实施例5   0.3   0.64   0.35   10   ○   上   ◎
  实施例6   0.3   0.18   0.50   10   ○   上   ◎
  实施例7   0.3   0.12   0.38   10   ○   上   ○
  比较例4   0.3   0.19   0.50   10   ○   上   ×
  实施例8   0.3   0.18   0.16   1   ○   上   ○
  比较例5   0.3   0.19   0.22   1   ○   上   ×
(实施例9～12及比较例6、7)
除了在1400℃下烧成2小时而制作基体材料，并且分别使用将粒径100～200μm的8质量％的Y2O3稳定化氧化锆和未稳定化氧化锆粒子以表5所示的比率混合的混合原料、在基体材料的载置面及其相反面上形成被覆层以外，与实施例1同样地进行，制造陶瓷电子零件烧成用载置器。详细情况汇总示于表5。
表5
  基体材料的烧成温度(℃)   载置面的被覆层   与载置面相反的面的被覆层
  施工方法   原料混合比*1   稳定化率(％)   施工方法   原料混合比*1   稳定化率(％)
  比较例6   1400   喷镀   100∶0   100   喷镀   100∶0   100
  实施例9   1400   喷镀   99∶1   99   喷镀   100∶0   100
  实施例10   1400   喷镀   90∶10   90   喷镀   100∶0   100
  实施例11   1400   喷镀   65∶35   65   喷镀   100∶0   100
  实施例12   1400   喷镀   51∶49   51   喷镀   100∶0   100
  比较例7   1400   喷镀   50∶50   50   喷镀   100∶0   100
*1：粒径100～200μm的8质量％的Y2O3稳定化氧化锆粒子(稳定化率100％)和未稳定化氧化锆粒子的质量比
(评价)
这些实施例及比较例是涉及在基体材料弯曲量大的场合下改变载置面被覆层的稳定化率的例子。
如表6所示，使载置面的被覆层的稳定化率为65％(稳定化率的差为35％)的实施例11的载置器，弯曲量在1.0mm以下，大体不发生弯曲。另外，使载置面的被覆层的稳定化率为90～99％(稳定化率的差为1％)的实施例9、10的载置器，发生向下方弯曲量不足2.0mm的较小的弯曲，使载置面的被覆层的稳定化率为40％的实施例12的载置器，发生向上方弯曲量不足2.0mm的较小的弯曲，但在实用上没有问题。
与此相反，使载置面的被覆层的稳定化率为100％(稳定化率的差为0％)，与载置面的相反的面的被覆层相同的比较例6的载置器，发生向下方弯曲量在2.0mm以上的弯曲。另外，使载置面的被覆层的稳定化率为39％(稳定化率的差为61％)的比较例7的载置器，也发生向上方弯曲量在2.0mm以上的弯曲。评价结果汇总示于表6。
表6
  基体材料的弯曲量(mm)   稳定化率的差(％)   载置器的弯曲量(mm)   弯曲方向
  比较例6   2.0   0   ×   下
  实施例9   2.0   1   ○   下
  实施例10   2.0   10   ○   下
  实施例11   2.0   35   ◎   上
  实施例12   2.0   49   ○   上
  比较例7   2.0   50   ×   上
(实施例13)
首先，除了将压力成型得到的成型体在80℃干燥8小时后，在1400℃下烧成2小时以外，与实施例1同样进行，制作基体材料。另外，得到的基体材料的弯曲量是2.0mm。
接着，在该基体材料的载置面上，用将粒径100～200μm的8质量％的Y2O3稳定化氧化锆粒子80质量％和未稳定化氧化锆粒子20质量％混合的混合原料(稳定化率80％)，进行水等离子喷镀，以氧化锆质形成厚度100μm的被覆层。
然后，调制将粒径10～45μm的8质量％的Y2O3稳定化氧化锆粒子60质量％和粒径10μm以下的8质量％的Y2O3稳定化氧化锆40质量％混合的混合原料，相对该混合原料100质量份添加水30质量份和作为粘接剂的聚乙烯醇(PVA)0.5质量份，调制料浆。其后，在空气压5Kg/cm2下，用喷枪将该料浆喷涂到与基体材料的载置面相反的面上后，在1400℃下进行2小时烧成处理，以氧化锆质形成厚度100μm的被覆层，制造陶瓷电子零件烧成用载置器。详细情况汇总示于表7。
(实施例14)
除了使用粒径100～200μm的8质量％的Y2O3稳定化氧化锆粒子(稳定化率100％)，用水等离子喷镀在基体材料的载置面上形成被覆层以外，与实施例13同样地进行，制造陶瓷电子零件烧成用载置器。详细情况汇总示于表7。
表7
  基体材料的烧成温度(℃)   载置面的被覆层   与载置面相反的面的被覆层
  施工方法   原料混合比*1   稳定化率(％)   施工方法   稳定化率(％)
  实施例13   1400   喷镀   80∶20   80   喷涂   100
  实施例14   1400   喷镀   100∶0   100   喷涂   100
  比较例6   1400   喷镀   100∶0   100   喷镀   100
*1：粒径100～200μm的8质量％的Y2O3稳定化氧化锆粒子(稳定化率100％)和未稳定化氧化锆粒子的质量比
(评价)
这些实施例是涉及通过用喷镀形成载置面的被覆层，用喷涂形成与载置面相反的面的被覆层，在两被覆层间设气孔率的差别的例子。
如表8所示，用不同的施工方法、于各被覆层间设氧化锆粒子密度差别的实施例13、14的载置器，发生向下方或向上方弯曲量不足2.0mm的较小的弯曲，但在实用上没有问题。特别是实施例14的载置器，尽管在各被覆层间稳定化率相同，仅用不同的施工方法形成各被覆层，就可以抑制载置器的弯曲。另外，实施例13的例子也显示出，除了各被覆层的稳定化率设差以外，通过用不同的施工方法形成被覆层，就可以实现精密的控制。
与此相反，在载置面及其相反面上都用喷镀形成稳定化率100％(稳定化率的差为0％)的被覆层的比较例6的载置器，发生弯曲量在2.0mm以上的向下方弯曲。评价的结果汇总示于表8。
表8
  稳定化率的差(％)   载置器的弯曲量(mm)   弯曲方向   被覆层的气孔率(％)
  载置面   相反面
  实施例13   20   ○   上   13   40
  实施例14   0   ○   下   13   40
  比较例6   0   ×   下   18   13
(实施例15)
首先，除了将压力成型得到的成型体在80℃干燥8小时后，在1400℃下烧成2小时以外，与实施例1同样进行，制作基体材料。另外，得到的基体材料的弯曲量是2.0mm。
接着，在该基体材料的载置面上，用将粒径100～200μm的5质量％的CaO稳定化氧化锆粒子80质量％和未稳定化氧化锆粒子20质量％混合的混合原料(稳定化率80％)，进行水等离子喷镀，以氧化锆质形成厚度100μm的被覆层。
然后，在与该基体材料的载置面相反的面上，用粒径100～200μm的8质量％的Y2O3稳定化氧化锆粒子(稳定化率100％)，进行水等离子喷镀，以氧化锆质形成厚度100μm的被覆层制造陶瓷电子零件烧成用载置器。详细结果汇总示于表9。
(实施例16)
除了用粒径100～200μm的5质量％的CaO稳定化氧化锆粒子100质量％(稳定化率100％)在基体材料的载置面上形成被覆层以外，与实施例15同样进行，制造陶瓷电子零件烧成用载置器。详细结果汇总示于表9。
表9
  基体材料的烧成温度(℃)   载置面的被覆层   与载置面相反的面的被覆层
  稳定化剂   原料混合比*2   稳定化率(％)   稳定化剂   原料混合比*1   稳定化率(％)
  实施例15   1400   CaO   80∶20   80   Y2O3   100∶0   100
  实施例16   1400   CaO   100∶0   100   Y2O3   100∶0   100
  比较例6   1400   Y2O3   100∶0   100   Y2O3   100∶0   100
*1：粒径100～200μm的8质量％的Y2O3稳定化氧化锆粒子(稳定化率100％)和未稳定化氧化锆粒子的质量比
*2：粒径100～200μm的5质量％的CaO稳定化氧化锆粒子(稳定化率100％)和未稳定化氧化锆粒子的质量比
(评价)
这些实施例是涉及用含有不同稳定化剂的稳定化氧化锆形成载置面的被覆层和其相反面的被覆层的例子。
如表10所示，各被覆层含有不同稳定剂的实施例15、16的载置器，发生弯曲量不足2.0mm的上方向或下方向的较小的弯曲，但大体在实用上没有问题。特别是实施例16的载置器，尽管在各被覆层间稳定化率相同，但也可以抑制载置器的弯曲。另外，实施例15的例子也显示出，除了各被覆层的稳定化率设差以外，使各被覆层含有不同的稳定剂，就可以实现更精密的控制。
与此相反，在载置面及其相反面上都用8质量％的Y2O3稳定化氧化锆粒子(稳定化率100％)形成被覆层的比较例6的载置器，发生弯曲量在2.0mm以上的下方向弯曲。评价的结果汇总示于表10。
表10
  稳定化率的差(％)   载置器的弯曲量(mm)   弯曲方向
  实施例15   20   ○   上
  实施例16   0   ○   下
  比较例6   0   ×   下
由以上说明可知，按照本发明的陶瓷电子零件烧成用载置器，不仅基体材料厚的载置器，而且即使是薄化的场合，也能够恰当地防止反复使用引起的载置器的弯曲，以至于能够长期使用。

Claims (7)

1.一种陶瓷电子零件烧成用载置器，该陶瓷电子零件烧成用载置器在由陶瓷构成的基体材料上，具有以ZrO2为主要成分的被覆层，其特征在于，
在该基体材料的载置面及其相反面上，具有残余膨胀量不同的被覆层。
2.根据权利要求1所述的陶瓷电子零件烧成用载置器，其特征在于，上述载置面的被覆层由下述式(1)中表示的稳定化率为30～100％的ZrO2层构成，并且构成该载置面及其相反面的各被覆层的该ZrO2层的稳定化率之差的绝对值为1～60％，
稳定化率(％)＝立方晶/(立方晶+单斜晶)×100     (1)
其中，稳定化率是在使用前的状态中的值。
3.根据权利要求1或2所述的陶瓷电子零件烧成用载置器，其特征在于，上述载置面及其相反面的各被覆层由含有不同种类的稳定化剂的ZrO2层构成。
4.根据权利要求1或2所述的陶瓷电子零件烧成用载置器，其特征在于，上述载置面及其相反面的各被覆层具有不同的气孔率。
5.根据权利要求3所述的陶瓷电子零件烧成用载置器，其特征在于，上述载置面及其相反面的各被覆层具有不同的气孔率。
6.根据权利要求4所述的陶瓷电子零件烧成用载置器，其特征在于，上述载置面的被覆层用喷镀或喷涂的任一种方法形成，而上述载置面的相反面的被覆层用与形成上述载置面的被覆层的方法不同的喷涂或喷镀的任一种方法形成。
7.根据权利要求5所述的陶瓷电子零件烧成用载置器，其特征在于，上述载置面的被覆层用喷镀或喷涂的任一种方法形成，而上述载置面的相反面的被覆层用与形成上述载置面的被覆层的方法不同的喷涂或喷镀的任一种方法形成。
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