JP2002145671A - 焼成用容器の再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＳｉＣ基材の焼成成用容器の再生方法を提供す
る。 【解決手段】セラミックス部品の被焼成物を載置して用
い、ＳｉＣ質基材の表面にＡｌ_２Ｏ_３、ムライト、Ｚｒ
Ｏ_２、スピネルの少なくとも１種または複数を主成分と
するセラミックス被膜を形成した焼成用容器の再生方法
において、この焼成用容器を数回使用した後に、ＳｉＣ
質基材の表面にセラミックス被膜を３０〜５００μｍプ
ラズマ溶射し、再生する焼成用容器の再生方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】被焼成物が載置される焼成用
容器に係わり、特に、誘電体、ソフトフェライト、コン
デンサ等のセラミック電子部品の焼成、あるいは蛍光体
粉末等のセラミック粉末の熱処理工程で被焼成物が載置
される焼成用容器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、セラミック電子部品の焼成は、一
般に９００〜１４００℃の温度域で行われるため、被焼
成物が載置される焼成用容器としては、耐熱性に優れた
Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−ＭｇＯ質、ＭｇＯ−Ａｌ_２Ｏ_３
−ＺｒＯ_２質、ＳｉＣ質等のセラミックス、Ｍｏ、Ｎｉ
基の耐熱合金等の耐熱金属が使用される。これらの焼成
用容器上に直接焼成物を載置させると焼成用容器成分と
の反応が起こる場合は、難反応性のＺｒＯ_２等の素材か
らなるセッター、もしくは棚板表面に難反応性のＺｒＯ
_２等の素材でコーティングを施した焼成用容器（道具
材）が使用される（特開昭６１―１２０１７号、特開昭
６１―２４２２５号、特開昭６３―８４０１１号）。

【０００３】例えば、ソフトフェライト（Ｍｎ・Ｚｎ系
・Ｎｉ・Ｚｎ系等が主成分）の場合は、材質によってＡ
ｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、あるいは被焼成物と同組成のセッ
ターもしくはコーティング品が使い分けられ使用され
る。被焼成物がコンデンサー（ＢａＴｉＯ_３、ＴｉＯ_２
等が主成分）の場合は、ＺｒＯ_２のセッター、もしくば
ＺｒＯ_２のコーティング品が主に使用されている。

【０００４】しかしながら、これら焼成用容器は、次の
ような理由により使用不可能となることが多い。基材
自体が割れたり、反り等の変形。セラミックスの被膜
の剥離。被焼成物と基材間、被焼成物と被膜間で付着
等の反応が発生。

【０００５】そして、これらの不具合は以下のようにし
て発生することが多い。被焼成物に含まれる成分が、焼
成容器から拡散、浸透し、焼成容器表面部でこれらの濃
度が高くなると、融着（フラックス成分の濃度が高くな
った場合等）や被焼成物の特性異常（被焼成物と焼成容
器間で成分の移動が起こり被焼成物組成のズレが起こる
場合等）が起こる。また被焼成物に含まれる成分が被膜
に拡散、さらには基材まで拡散、浸透し、被膜および基
材を劣化させたり、被膜、基材界面に反応物を生成し被
膜を剥離させる。上記、の被膜の不具合が原因で寿
命となる場合は、基材自体の損傷は少なく、使用可能な
レベルであることが多い。

【０００６】特に、アルミナ−シリカ質基材に比べ機械
的特性に優れる緻密質ＳｉＣを基材として用いた場合、
基材の反りやワレといった損傷は起こりにくく、再利用
として特に好ましい。

【０００７】このため、焼成用容器を用いた焼成コスト
の低減および廃棄物低減の観点からも焼成用容器の再利
用が地球環境にも好ましい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、ＳｉＣ基材の
焼成用容器の再生方法が望まれていた。

【０００９】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、ＳｉＣ基材の再利用が可能な焼成成用容器の再
生方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本願請求項１の発明は、セラミックス部品の
被焼成物を載置して用い、ＳｉＣ質基材の表面にＡｌ_２
Ｏ_３、ムライト、ＺｒＯ_２、スピネルの少なくとも１種
または複数を主成分とするセラミックス被膜を形成した
焼成用容器の再生方法において、この焼成用容器を数回
使用した後に、前記ＳｉＣ質基材の表面に前記セラミッ
クス被膜を３０〜５００μｍプラズマ溶射し、再生する
ことを特徴とする焼成用容器の再生方法であることを要
旨としている。

【００１１】本願請求項２の発明では、上記ＳｉＣ質基
材は、大気中１４００℃で１００時間保持した場合の表
面酸化による単位面積当りの質量変化が１×１０^−２ｇ
／ｃｍ^２以下であることを特徴とする請求項１に記載の
焼成用容器の再生方法であることを要旨としている。

【００１２】本願請求項３の発明では、上記焼成用容器
の数回使用後のＳｉＣ質基材の硬度はビッカース硬度１
８００以上であり、かつ、再溶射の前処理として旧被膜
を除去した時の基材表面の表面粗さがＲａ＝３〜１５μ
ｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の焼
成用容器の再生方法であることを要旨としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に係わる焼成用容器の再生
方法の実施形態について説明する。

【００１４】本発明に係わる焼成用容器の再生方法の実
施形態は、セラミックス部品の被焼成物が載置されて用
いられ、ＳｉＣ質基材の表面にＡｌ_２Ｏ_３、ムライト、
ＺｒＯ_２、スピネルの少なくとも１種または複数を主成
分とするセラミックス被膜を形成した焼成用容器の再生
方法において、この焼成用容器を数回使用した後に、プ
ラズマ溶射によりＳｉＣ質基材の表面に上記セラミック
ス被膜を再生する方法である。

【００１５】すなわち、被焼成物、例えば、セラミック
ス電子部品の焼成用で、表面にジルコニア等の難反応性
の被膜が形成された焼成用容器を再生する方法であり、
従来、この分野で使用されている基材に比較して数段機
械的特性に優れるＳｉＣ質基材として用い、この基材表
面を適度な表面粗さに調整した後、溶射法を用いて表面
被膜を形成することで、使用時に被膜の不具合が起こり
使用不可能となった場合に、溶射法により新たな被膜を
形成することで焼成用容器の再使用を可能にし、寿命を
飛躍的に延長し、使用済み焼成容器の廃棄物量を大幅に
削減することを可能にする。

【００１６】再生使用のポイントとなる焼成用容器表面
に被膜を形成する方法としては、 セラミックスラリーを塗布した後、高温で焼き付けを
行う方法 ＣＶＤ法溶射法がある。

【００１７】使用後の焼成用容器（表面部に被焼成物成
分を多量に含む）への被膜の形成を考慮すると、のセ
ラミックスのスラリーを塗布した後、高温（１３００〜
１６００℃）で焼き付ける方法で使用後品の再生を試み
た場合、被膜表面部の被焼成物成分（例えば、Ｚｎ、Ｂ
ａ、Ｂｉ等）がコート焼き付け時に蒸発し焼成炉を汚染
する。焼き付け時に（１２００〜１６００℃で１〜６時
間保持）、新しい被膜表面に被焼成物成分が拡散移動し
てしまうという問題があった。また、このようなコーテ
ィング方法では、被膜と基材の化学的な結合が主である
ので、被焼成物の成分の種類や量によっては他の化合物
が生成してしまい結合状態が安定しないという欠点があ
る。

【００１８】また、のＣＶＤ法では、減圧したチャン
バー内で被膜を形成するため、被焼成物成分による汚
染、量産性に欠ける等の問題がある。

【００１９】これに対して、溶射法では、基材側が高
温になるのは瞬時であり、被焼成物成分の蒸発、拡散に
よる弊害はほとんど起こらない。大気中での施工が可
能、一工程で被膜が形成できるため大量処理も十分可能
である。また、この溶射法による被膜は、基材（旧被
膜）表面と溶射被膜との物理的なかみ合い（アンカー効
果）が結合力の主であり、被焼成物成分の存在にはあま
り影響を受けない（ただし被焼成物成分の影響で表面が
滑らかになる場合は、ショットブラストやケミカルエッ
チング等による表面の粗面化が必要である）。上記のよ
うな理由から溶射法は、使用後の焼成用容器への被膜形
成に非常に適している。

【００２０】本発明に係わる焼成用容器の再生方法にお
ける溶射膜の機能としては、被焼成物成分が高濃度に
なった表面部と被焼成物を遮断する、使用温度で被焼
成物と直接接触しても反応し難い、被焼成物成分の侵
入を防止し、基材を保護するなどがある。

【００２１】また、本再生方法において溶射膜を形成す
るセラミックスは、ＺｒＯ_２等の高融点のものが多いた
め、各種の溶射法の中でも高温が得られるプラズマ溶射
法が好ましい。

【００２２】再溶射では、旧被膜の上に重ねて溶射する
場合と、一旦、旧被膜を除去する場合とがある。

【００２３】旧被膜の除去が不必要な場合： 被膜自体
の組織劣化、剥離はないが、被膜表面部の被焼成成分の
濃度が高くなり、付着や、被焼成物の特性異常が起こる
場合である。ただし、被焼成物成分と基材成分、もしく
は被膜成分が反応生成物を作り出し、これが脆弱な場合
は後述の方法で脆弱部を除去する必要がある。反応生成
物が基材表面に強固に固定されている場合は、この反応
生成物は使用条件で非常に安定であるためこの表面に溶
射層を形成することで、寿命の飛躍的向上が可能であ
る。この場合、数回使用後における旧被膜の再溶射前の
表面粗さはＲａ＝３〜１５μｍであることが好ましい。

【００２４】旧被膜の除去が必要な場合： 使用中に、
被膜が劣化し、基材と被膜との界面に変質層ができ被膜
の剥離が起こる場合である。被膜の除去は、ブラスト等
で行う。脆弱化した被膜のみを除去し基材の損傷、基材
表面の表面粗さの減少を防止するためには、ブラストに
用いるグリットとして、ユリア樹脂、ナイロン樹脂、く
るみ、アプリコット等が好ましい。ヒートサイクルや被
焼成物成分との反応により脆弱化した部分のみを除去す
ることが目的であるので、Ａｌ_２Ｏ_３やＳｉＣ等の硬度
の高い素材のグリットは、粗面化された基材の表面状態
を損なうため好ましくない。また、基材の硬度が低い場
合には、ブラストにより基材部が損傷したり、当初の溶
射に対応して施された前処理により適度に粗面化された
表面粗さＲａ＝３〜１５μｍが損なわれるので好ましく
ない。このような問題を回避し、基材の表面粗さをＲａ
＝３〜１５μｍに保つには、基材の硬度は、ビッカース
硬度１８００以上であることが必要であり、ビッカース
硬度１８００未満では旧被膜を除去するためのブラスト
時に基材の損傷が発生し易い。

【００２５】再溶射を行う時期は、使用温度、雰囲気、
被焼成物の成分、量等で異なるためあらかじめ予備試験
を行い、焼成用容器の経時変化、付着等の不具合の発生
時期より決定する。不具合の発生後に溶射を行う場合
と、予備試験で被膜による基材の保護効果が低下し劣化
が激しくなる時期を掴んでおき、劣化が激しくなる前に
溶射による被膜の再形成を行う場合がある。

【００２６】基材としては、上述のように旧被膜の除去
を前提とした再生を考える場合は、被膜除去方法として
ブラスト等の機械的な衝撃による除去を行うため、こう
した衝撃に耐えうる機械的強さを有する基材が好まし
い。一般に、Ａｌ_２Ｏ_３やＺｒＯ_２等で曲げ強さ等の機
械的特性を高くするために織密化を図った材質では熱衝
撃破壊が起こり易い。その点ＳｉＣ質は、熱伝導率が非
常に高く熱応力が発生しにくく熱衝撃に対して強いの
で、本発明の焼成用容器の基材として好ましい。また、
熱伝導率が高いことは、焼成容器内の温度分布をより均
一にできる、ヒートプロファイルに対する追随性が良い
等の焼成用容器としての大きなメリットをもたらす。

【００２７】ただし、ＳｉＣ質の問題点としては、酸化
雰囲気で使用した場合の表面酸化の問題があった。Ｓｉ
Ｃと酸素の反応で生成するＳｉＯ_２は、電子セラミック
ス部品の主成分であるＢａＯやＴｉＯ_２やＦｅ_２Ｏ_３な
どと容易に低融点物質をつくり被焼成物と焼成容器の付
着、被焼成物の特性異常、外観不良の原因となり易い。
また、ＳｉＣ基材表面にＣａＯ安定化ＺｒＯ_２被膜をコ
ーティングした場合、基材と被膜との界面に生成したＳ
ｉＯ_２がＣａＯを吸収しＺｒＯ_２の脱安定化を促進し被
膜の急激な劣化をもたらすという問題があった。

【００２８】そこで、本発明に係わる焼成用容器の再生
方法に用いるＳｉＣとしては、耐酸化性に優れるＳｉＣ
が好ましい。各種ＳｉＣ基材の耐酸化性および被膜の耐
剥離性を検討したところ、酸化性の目安としては、ＪＩ
Ｓに規定されている耐酸化性試験（Ｒ１６０９）におい
て、１４００℃で１００時間保持後の単位面積当りの酸
化増量が１．００×１０^−２ｇ／ｃｍ^２以下であること
が好ましい。特に好ましくは、常圧焼結ＳｉＣや再結晶
ＳｉＣ、Ｓｉ含浸ＳｉＣで気孔率が０に近い材質が耐酸
化性に優れ、被膜の耐剥離性にも優れる。

【００２９】再溶射のところでも説明したが、溶射被膜
の場合、被膜と基材との結合はアンカー効果などの物理
的な結合によるところが大きい、従って基材表面の表面
粗さが重要となる。使用時に剥離しにくい被膜を得るに
は、基材表面を粗して表面積を大きくして、被膜と基材
表面の接触面積を大きくすると良い。表面状態として
は、平均粗さＲａが３μｍ以下では、表面粗さが不十分
で十分な結合強さが得られないために被膜が均一に形成
しにくく、例え、形成できたとしても使用時に早期に剥
離が発生し易い。また表面粗さが増すと粗面化時に発生
する微細亀裂の影響が大きくなり機械的強度が低下す
る。Ｒａ＝１５μｍ以上では、基材の機械的強度の低下
が大きくなるため使用時に割れが発生する確率が高くな
り好ましくない。基材の表面粗さとしては、Ｒａ＝３〜
１５μｍが好ましく、Ｒａ＝８〜１２μｍが最も好まし
い。

【００３０】被膜厚さは、道具材の形状、基材材質種に
よって異なるが、０．０３ｍｍ以上であれば効果が得ら
れる。厚すぎると溶射特有の溶射時に発生する残留応力
が大きくなり剥離が発生し易くなる。現行の焼成用容器
の標準サイズは外径１００〜３００ｍｍ長方形、肉厚３
〜１０ｍｍであるが，こうした容器を想定した場合は被
膜の厚さは０．０３〜０．５０ｍｍが好ましい。溶射法
では、溶射時に残留応力が発生するため被膜厚さを厚く
し過ぎるとこの残留応力により被膜が反ったり、剥離が
発生するため被膜厚さには限界がある。

【００３１】水プラズマ溶射法を用いた場合は、比較的
厚い被膜の溶射が可能であるが、本発明に係わる焼成用
容器の再生方法における用途では、０．５ｍｍが限界で
あり、これ以上では、剥離が発生し易い。ただし再溶射
の場合は、熱処理に使用し、温度が昇降するうちに旧溶
射被膜の残留応力は緩和されており、再溶射することに
より旧被膜の残留応力と再溶射被膜の残留応力が合成さ
れ剥離が発生することはないので、旧被膜との合計厚さ
が０．５ｍｍ以上になっても構わない。アンダーコート
としては、Ａｌ_２Ｏ_３、ムライトが適している。表面被
膜に要求される特性は、被焼成物との難反応性、耐久性
（剥離、脱落）である。ＺｒＯ_２は、難反応性で従来の
セッター材質、コーティング材質あるいは敷き粉として
使用されてきた。セッターや、コーティング層として使
用される場合は、ＣａＯやＹ_２Ｏ _３で安定化、あるいは
部分安定化されたＺｒＯ_２が使用されることが多い。未
安定ＺｒＯ_２は焼成工程で温度が昇降する際に１０００
℃近辺で単斜晶←→正方晶（立方晶）の相変態に伴う体
積変化が起こるためにセッターやトレーをすべてＺｒＯ
_２で製造し使用した場合は、割れ、粒子の脱落が起こり
易いためにあまり使用されていない。ただし、安定化剤
を含まないので反応性は良好であるため、敷き粉として
は多く使用されている。本発明に係わる焼成用容器の再
生方法における表面被膜材質としてもこうした材質が適
する。また用途によっては、ジルコン酸カルシウム（Ｃ
ａＺｒＯ_３）、ジルコン酸バリウム（ＢａＺｒＯ_３）、
ジルコン酸ストロンチウム（ＳｒＺｒＯ_３）・ジルコン
酸マグネシウム（ＭｇＺｒＯ_３）等のジルコン酸塩が反
応性、耐久性で好ましい場合もある。この他にも、アル
ミナ系の絶縁体やフェライト用にＡｌ_２Ｏ_３溶射、Ｂｉ
_２Ｏ_３やＰｂＯ等を被焼成物が多く含む用途にはスピネ
ル溶射が適する。

【００３２】なお、本発明に係わる焼成用容器の再生方
法は、器形状の基板に限らず、板形状の基板であっても
適応できる。

【００３３】

【実施例】（実施例１）Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト ＳｉＣ９７％で見掛気孔率が０％の常圧焼結ＳｉＣ質プ
レート（２００×２００×１０ｍｍ）の表面を表面粗さ
Ｒａ＝９μｍに粗面化した後、水プラズマ溶射でアルミ
ナ原料（Ａｌ_２Ｏ_３＝９９．５％）を溶射して膜厚０．
３ｍｍのアルミナ被膜を形成し、プレート形状の焼成用
容器を作製した。

【００３４】このＳｉＣ基材単独の酸化試験（１４００
℃で１００時間保持）での単位面積当りの質量変化は
１．００×１０^−４ｇ／ｃｍ^２であった。酸化試験の方
法は、ＪＩＳ Ｒ１６０９の非酸化物系ファインセラミ
ックスの耐酸化性試験方法に準じて行った。試験片は、
３×４×４０ｍｍで表面粗さは全面０．２ａ以下とし稜
部は面取りを行い、本数は１０本とした。試験は大気中
で行い、図１のような支持具に試験片を置き、１４００
℃で１００時間保持した前後の質量変化を測定し、単位
面積当りの質量変化で耐酸化性を評価した。

【００３５】このプレートの上にＭｎ−Ｚｎフェライト
成形体（φ３０×３ｍｍ）をのせて、１３５０℃で２時
間保持で焼成を行った。この操作を繰返したところ、２
５回目にアルミナ被膜の粒子がＭｎ−Ｚｎフェライトの
試料に付着するようになった。この時点で、アルミナ被
膜は脆弱になっており粒子の脱落が見られたため、一旦
ブラストを用いてアルミナ被膜を除去した。ブラストは
グリットとしてＪＩＳの研摩材粒子粒径で♯４６のユリ
ア樹脂を用い、サクション式のブラスト装置で噴出圧力
０．４ＭＰａで行った。旧被膜除去後のＳｉＣプレート
表面の表面粗さは、Ｒａ＝８μｍであった。このプレー
ト表面に再度、水プラズマ溶射法でＡｌ _２Ｏ_３（純度：
９９．５％）を溶射し厚さ０．３ｍｍの被膜を形成し
た。このプレートを用いてＭｎ−Ｚｎフェライトの焼成
を行ったところ付着は発生せず、２０回目（通算４５
回）にアルミナ溶射被膜に部分的に剥離が発生したが、
基材には損傷がなかったため、再度ショットブラストを
用いてアルミナ被膜を除去した後（表面粗さＲａ＝７．
５μｍ）、水プラズマ溶射法でＡｌ_２Ｏ_３を溶射した
（条件は前回と同様）。このプレートを用いて焼成を繰
返した。３０回目（通算７５回目）にアルミナ溶射被膜
に部分的に剥離が発生したため使用を中止した。前述と
同様の条件で再溶射を行い試験を継続した。最終的に
は、通算１００回までの試験を行ったが、基材の損傷は
見られなかった。再溶射は通算３回実施した。

【００３６】（実施例２）Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト ＳｉＣ９７％で見掛気孔率が０％の常圧焼結ＳｉＣ質プ
レート（２００×２００×１０ｍｍ）の表面を表面粗さ
Ｒａ＝１０μｍに粗面化した後、水プラズマ溶射法を用
いて中間層コート（Ａｌ_２Ｏ_３：９９．５％）さらに、
その上に表面層コート（８％Ｙ_２Ｏ_３−ＺｒＯ_２：９
９．５％）を形成し、プレート形状の焼成用容器を作製
した。

【００３７】このプレートの上にＭｎ−Ｚｎフェライト
成形体（φ３０×３ｍｍ）をのせて、１３５０℃で２時
間焼成を行った。この操作を３０回繰返したところ、３
０回目にＭｎ−Ｚｎフェライト試料の溶射被膜の表面に
接触する面の一部で変色が見られるようになった。この
部分を拡大して観察すると表面の結晶粒が異常成長し粗
大化していた。この時プレートの溶射被膜表面はフェラ
イト成分が付着し変色していたが、脆弱化はしていなか
った。また、被膜表面の表面粗さはＲａ＝１０μｍ程度
であり、溶射が十分可能な表面粗さであった。そこで、
この被膜表面に水プラズマ溶射法で８％Ｙ_２Ｏ_３−Ｚｒ
Ｏ_２（純度＝９９．５％）を溶射し厚さ０．２ｍｍの被
膜を形成した。このプレートを用いてＭｎ−Ｚｎフェラ
イトの焼成を行ったところ付着は発生せず、さらに２５
回（通算５５回）の使用が可能で、２６回目（通算５６
回）に前述と同様の現象が発生したので、再度被膜表面
に水プラズマ溶射法で８％Ｙ_２Ｏ_３−ＺｒＯ_２（純度：
９９．５％）を溶射し厚さ０．２ｍｍの被膜を形成し
た。さらに２４回（通算８０回）使用した時点で前述と
同様の現象が発生したので、前述と同様の条件で再溶射
を行い試験を継続した。最終的には通算１００回までの
試験を行った。この間に、再溶射は４回実施した。

【００３８】（実施例３）ＢａＴｉＯ _３ 系誘電体 実施例１と同様のＳｉＣ９７％で見掛気孔率が０％であ
る常圧焼結ＳｉＣのプレート（２００×２００×４ｍ
ｍ）の表面をＲａ＝８μｍに粗面化した後、溶射被膜
（中間層コート：ムライトで表面層コート：４％Ｙ_２Ｏ
_３−ＺｒＯ_２、膜厚はそれぞれ０．１ｍｍ）を形成し
た。溶射はガスプラズマ溶射法で行った。このプレート
の上にＢａＴｉＯ_３を主成分とする誘電体の成形体（φ
３０×３ｍｍ）をのせて、１３５０℃で２時間保持で焼
成を行った。この操作を２０回繰返したところ、２０回
目に溶射被膜に付着するようになった。そこで、この被
膜表面にガスプラズマ溶射法で４％Ｙ_２Ｏ_３−ＺｒＯ_２
（純度：９９．５％）を溶射し厚さ０．０５ｍｍの被膜
を形成した。このプレートを用いて同様の焼成を行った
ところ付着は発生せず、さらに１５回（通算３５回）の
使用が可能で、１６回目（通算３６回）に前述と同様の
現象が発生したので、再度被膜表面にガスプラズマ溶射
法で４％Ｙ_２Ｏ_３−ＺｒＯ_２（純度：９９．５％）を溶
射し厚さ０．０５ｍｍの被膜を形成した。さらに１７回
（通算５３回目に）使用した時点で、前述と同様の現象
が発生したので、上述と同様の条件で再溶射を行い試験
を継続した。最終的には、通算１００回までの試験を行
ったが、基材の損傷は見られなかった。再溶射は通算６
回実施した。

【００３９】（比較例１）（実施例２と同用途で焼き付
け法による再コート） Ａｌ_２Ｏ_３：７０％、ＳｉＯ_２：２８％で見掛気孔率が
２０％のアルミナームライトを主成分とするＡｌ_２Ｏ_３
−ＳｉＯ_２質プレート（２００×２００×１０ｍｍ）の
表面にアルミナスラリー（アルミナ純度９９．５％）を
吹き付けた後１４５０℃で焼き付けてアルミナ被膜を作
製した。このプレートの上にＭｎ−Ｚｎフェライト成形
体（φ３０×３ｍｍ）をのせて、１３５０℃で２時間保
持で焼成を行った。この操作を３回繰返したところ、４
回目にアルミナ被膜のアルミナ粒子がＭｎ−Ｚｎフェラ
イトの試料に付着するようになった。

【００４０】この時点で、アルミナ被膜は脆弱になって
おり粒子の脱落が見られたため、一旦ショットブラスト
を用いてアルミナ被膜を除去した後、アルミナスラリー
（アルミナ純度９９．５％）を吹き付けた後、１４５０
℃で焼き付けて被膜を作製した。被膜は、緑色に変色し
ており、端部で被膜が反り上がり剥離していた。また、
焼き付けに使用した炉の炉材（Ａｌ_２Ｏ_３主成分）の表
面が緑色に変色していた。このため同用途では、焼き付
け法による再コーティングは難しいと判断した。

【００４１】（比較例２）（実施例３と同用途で焼き付
け法による再コート） ＳｉＣ：９７％以上で見掛気孔率が０％の常圧焼結Ｓｉ
Ｃのプレート（２００×２００×４ｍｍ）の表面をケミ
カルエッチングにより表面を粗化した後、溶射被膜（中
間層コート：ムライト、表面層コート：４％Ｙ_２Ｏ_３−
ＺｒＯ_２）を形成した。溶射はガスプラズマ溶射法で行
った。このプレートの上にＢａＴｉＯ_３を主成分とする
誘電体の成形体（φ３０×３ｍｍ）をのせて、１３５０
℃で２時間保持で焼成を行った。この操作を１６回繰返
したところ、１６回目に誘電体試料が溶射被膜表面に付
着するようになった。そこで、この被膜表面にジルコニ
アスラリー（４％Ｙ_２Ｏ_３−ＺｒＯ_３）を吹き付けた
後、１４５０℃で焼き付けて被膜を作製した。被膜の一
部にひび割れが発生、被膜表面の色も場所により黄色い
部分とオレンジ色の部分がありムラがあった。このプレ
ートを用いて上述のと同様の焼成試験を行ったところ、
１回目から誘電体とコートの間で部分的に付着が発生し
た。

【００４２】（比較例３）（実施例３と同方法でコー
ト、基材異なる） ＳｉＣ：９０％で見掛気孔率が７％のＳｉＣのプレート
（２００×２００×４ｍｍ）の表面をＲａ＝８μｍに粗
面化した後、溶射被膜（中間層コート：ムライトで、表
面層コート：４％Ｙ_２Ｏ_３−ＺｒＯ_２、膜厚はそれぞれ
０．１ｍｍ）を形成した。溶射はガスプラズマ溶射法で
行った。なお、この基材について実施例１と同様の酸化
試験を行ったところ、単位面積当りの質量変化は１．５
×１０^{− １}ｇ／ｃｍ^２であった。このプレートの上にＢ
ａＴｉＯ_３を主成分とする誘電体の成形体（φ３０×３
ｍｍ）をのせて、１３５０℃で２時間保持で焼成を行っ
た。この操作を５回繰返したところで被膜が部分的に剥
離した。実施例２と同様のブラストにより旧被膜を除去
したところ、基材表面にガラス層が形成されていること
が確認された。

【００４３】

【発明の効果】本発明に係わる焼成用容器の再生方法に
よれば、ＳｉＣ基材の焼成用容器の再生方法を提供する
ことができる。

【００４４】すなわち、セラミックス部品の被焼成物を
載置して用い、ＳｉＣ質基材の表面にＡｌ_２Ｏ_３、ムラ
イト、ＺｒＯ_２、スピネルの少なくとも１種または複数
を主成分とするセラミックス被膜を形成した焼成用容器
の再生方法において、この焼成用容器を数回使用した後
に、ＳｉＣ質基材の表面にセラミックス被膜を３０〜５
００μｍプラズマ溶射し、再生するので、被焼成物が載
置されて用いられ、ＳｉＣ質基材の表面にＡｌ_２Ｏ_３、
ムライト、被焼成物との付着等の反応や、被膜の剥離等
の不具合で使用不可能となった焼成用容器の表面に溶射
により被膜を形成することで再利用が可能となり、ま
た、焼成用容器の表面被膜に使用途中で溶射により新た
な被膜を形成することで寿命を延長させることが可能に
なる。

【００４５】また、ＳｉＣ質基材は、大気中１４００℃
で１００時間保持した場合の表面酸化による単位面積当
りの質量変化が１×１０^−２ｇ／ｃｍ^２以下であるの
で、材質が耐酸化性に優れ、被膜の耐剥離性にも優れ
る。

【００４６】また、焼成用容器の数回使用後のＳｉＣ質
基材の硬度はビッカース硬度１８００以上であり、か
つ、再溶射の前処理として旧被膜を除去した時の基材表
面の表面粗さがＲａ＝３〜１５μｍであるので、旧被膜
を除去するためのブラスト時に基材の損傷が発生せず、
表面粗さが確保され、強固な被膜を形成することができ
る。

【００４７】また、焼成用容器において、数回使用後に
おける旧被膜の再溶射前の表面粗さはＲａ＝３〜１５μ
ｍであるので、旧被膜を除去することなしに、この旧被
膜の上に強固な被膜を形成することができる。

【００４８】また、焼成用容器は、ＳｉＣ基材表面に形
成されたＡｌ_２Ｏ_３もしくは３Ａｌ _２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２
の溶射被膜の表面にＣａＯ、Ｙ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＣｅＯ
により安定化されたジルコニア層もしくは未安定のＺｒ
Ｏ_２層もしくは、ＣａＯやＳｒＯ等のアルカリ土類金層
とのジルコン酸塩もしくはこれらの複数からなる層を形
成しており、それぞれの層の厚さが３０〜５００μｍで
あるので、反応性、耐久性に優れ、長寿命化が期待でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の試験方法を説明する説明図。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミックス部品の被焼成物を載置して
   用い、ＳｉＣ質基材の表面にＡｌ_２Ｏ_３、ムライト、Ｚ
   ｒＯ_２、スピネルの少なくとも１種または複数を主成分
   とするセラミックス被膜を形成した焼成用容器の再生方
   法において、この焼成用容器を数回使用した後に、前記
   ＳｉＣ質基材の表面に前記セラミックス被膜を３０〜５
   ００μｍプラズマ溶射し、再生することを特徴とする焼
   成用容器の再生方法。
2. 【請求項２】 上記ＳｉＣ質基材は、大気中１４００℃
   で１００時間保持した場合の表面酸化による単位面積当
   りの質量変化が１×１０^−２ｇ／ｃｍ^２以下であること
   を特徴とする請求項１に記載の焼成用容器の再生方法。
3. 【請求項３】 上記焼成用容器の数回使用後のＳｉＣ質
   基材の硬度はビッカース硬度１８００以上であり、か
   つ、再溶射の前処理として旧被膜を除去した時の基材表
   面の表面粗さがＲａ＝３〜１５μｍであることを特徴と
   する請求項１または２に記載の焼成用容器の再生方法。