JP2000007436A - 黒鉛材及び黒鉛材の製造方法 - Google Patents
黒鉛材及び黒鉛材の製造方法Info
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Abstract
において放電加工用電極等の基材として優れた特性を保
有する黒鉛材を得る。 【解決手段】コークス微粉末をフィラー原料とし、該フ
ィラー原料をピッチ系バインダーとともに混捏処理した
のち、混練物を粉砕し、粉砕粉を静水圧プレスにより５
０℃以上２００℃以下の条件下で成形して焼成炭化およ
び黒鉛化処理を行う。
Description
極、半導体製造用のルツボ、単結晶引上げ装置用の部
材、ＣＶＤ用サセプターなどとして好適な電気比抵抗や
優れた熱伝導率などを備える高密度組織の等方性黒鉛材
を製造する方法に関する。
や半導体製造用のルツボ、連続鋳造用の鋳型等の素材と
して有用されているが、これら製品の耐久寿命は黒鉛材
質の特性に支配される度合が大きいため従来から材質的
な検討がなされている。
電気比抵抗、曲げ強度、熱伝導率などの特性が問題とな
り、近時、この黒鉛材材質特性に対する要求は益々厳し
くなってきている。
の工業的な製造プロセスは、コークス微粉からなるフィ
ラー原料にピッチ系バインダーを配合して混捏する工
程、混練物を再粉砕した原料粉を冷間静水圧プレス（Ｃ
ＩＰ）により等方的に成形する成形工程、成形体を焼成
炭化して等方性高密度組織の炭素成形体を得る焼成工
程、および炭素焼成体を黒鉛化処理する黒鉛化工程から
なっている。
前記成形工程における冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）の条
件は室温によるものであり、その条件下ではかさ比重、
曲げ強度、熱伝導率が低く、電気比抵抗が高いといった
問題点があった。
意研究した結果、下記要旨構成にかかる本発明に想到し
た。即ち、本発明による黒鉛材の製造方法は、コークス
微粉末をフィラー原料とし、該フィラー原料をピッチ系
バインダーとともに混捏処理したのち混練物を粉砕し、
粉砕粉を静水圧プレスにより５０℃以上２００℃以下の
条件下で成形して焼成炭化および黒鉛化処理することを
構成上の特徴とする。
らなる。コークス微粉末としては、石油系またはピッチ
系のコークスを２０μｍ以下に粉砕したものが使用され
る。平均粒径が２０μｍを超えると等方性で緻密質の黒
鉛組織が得られなくなる。
ーと混練処理する。ピッチ系バインダーとしては、コー
ルタール系ピッチまたは石油系ピッチ等が使用される。
バインダーの好ましい配合量は、フィラー成分１００重
量部に対して３０〜７０重量部の範囲である。バインダ
ー量が３０重量部未満では結合力が不十分となり、７０
重量部を超えると焼成後の材質に亀裂や破損を与えるよ
うになる。さらにフィラー原料とバインダーは均一に混
練される。
粉砕処理して成形粉を作製する。成形粉の平均粒径はフ
ィラー原料の平均粒径と同等以上とする必要がある。こ
の理由は、骨材粒径より細かく粉砕すると表面にバイン
ダー成分が介在しない粒子の割合が高くなり、緻密な材
質組織が得られ難くなるためである。
水圧プレスにより成形する。この際、通常の静水圧プレ
スでは室温条件下で行われるが、本発明によれば５０℃
以上２００℃以下の条件下で行われる。この理由は５０
℃未満の条件下の場合、バインダーの粘性が低い為、成
形時の圧力伝播が充分に行われず、曲げ強度などの特性
が劣化するからであり、２００℃を超える条件下ではバ
インダーピッチが変質し、接着力がなくなるからであ
る。
囲気下の加熱炉で約１０００℃までの温度で焼成炭化処
理して等方性高密度組織の炭素焼成体を得る。ついで、
炭素焼成体を黒鉛化炉に詰め、周辺をパッキング材で被
包した状態で炉に送電し、所定の昇温速度で２５００℃
〜３０００℃まで上昇して黒鉛化処理を施す。
かさ比重が１．７５以上、電気比抵抗が１８００μΩｃ
ｍ以下、曲げ強度が４５０ｋｇ／ｃｍ2 以上、熱伝導率
が５５ｋｃａｌ／ｍ・ｈｒ・℃以上の範囲にあり、した
がって、放電加工用電極などの基材として有用な特性を
保有している。
細に説明する。 実施例１ フィラー原料として平均粒径１０μｍ、最大粒径５０μ
ｍのコークス粉末を１００重量部、バインダーとしてタ
ールピッチバインダーを４０重量部を配合して捏合機に
投入し、２００℃に加熱しながら捏合処理した。混練物
を冷却した後、ジェットミル粉砕機により平均粒径５０
μｍ、最大粒径１５０μｍに再粉砕して成形粉を得た。
この成形粉をラバーに充填して静水圧プレスにセット
し、圧力１０００ｋｇ／ｃｍ2 、温度６０℃の条件下に
てブロック形状に成形した。ついで、成形体を焼成炉に
詰めて非酸化性雰囲気下で約１０００℃の温度で焼成炭
化処理し、更に黒鉛化炉に移して非酸化性雰囲気下で約
２５００℃の温度により黒鉛化処理した。
たところ、かさ比重１．７５、電気比抵抗１７００μΩ
ｃｍ、曲げ強度が６６０ｋｇ／ｃｍ2 以上、熱伝導率が
５９ｋｃａｌ／ｍ・ｈｒ・℃であった。
件を９０℃として等方性黒鉛材を製造し、各種特性を測
定したところ、かさ比重１．８５、電気比抵抗１６００
μΩｃｍ、曲げ強度が７４０ｋｇ／ｃｍ2 以上、熱伝導
率が６４ｋｃａｌ／ｍ・ｈｒ・℃であった。
件を室温（２０℃）として等方性黒鉛材を製造し、各種
特性を測定したところ、かさ比重１．７０、電気比抵抗
１９００μΩｃｍ、曲げ強度が４００ｋｇ／ｃｍ2 以
上、熱伝導率が５１ｋｃａｌ／ｍ・ｈｒ・℃であった。
原料とし、該フィラー原料をピッチ系バインダーととも
に混捏処理したのち混練物を粉砕し、粉砕粉を静水圧プ
レスにより５０℃以上２００℃以下の条件下で成形して
焼成炭化および黒鉛化処理することによって、かさ比
重、電気比抵抗、曲げ強度、熱伝導率において放電加工
用電極などの基材として優れた特性を保有することが可
能となる。
Claims (2)
- 【請求項１】レーザー回折式粒度測定機を用いたメジア
ン半径が６μｍ以上のコークス微粉末を用いて製造した
高密度黒鉛材で、水銀ポロシメーターによる最大ピーク
の気孔半径が２μｍ以下、かさ比重が１．８０以上であ
ることを特徴とする黒鉛材。 - 【請求項２】コークス微粉末をフィラー原料とし、前記
フィラー原料をピッチ系バインダーとともに混捏処理し
たのち混練物を粉砕し、粉砕粉を静水圧プレスにより５
０℃以上２００℃以下の条件下で成形して焼成炭化およ
び黒鉛化処理することを特徴とする黒鉛材の製造方法。
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| JP19672098A JP4311777B2 (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | 黒鉛材の製造方法 |
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| JP19672098A Expired - Lifetime JP4311777B2 (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | 黒鉛材の製造方法 |
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- 1998-06-26 JP JP19672098A patent/JP4311777B2/ja not_active Expired - Lifetime
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