JP2002173383A - Pore treatment method for ceramic - Google Patents

Pore treatment method for ceramic

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JP2002173383A
JP2002173383A JP2001145990A JP2001145990A JP2002173383A JP 2002173383 A JP2002173383 A JP 2002173383A JP 2001145990 A JP2001145990 A JP 2001145990A JP 2001145990 A JP2001145990 A JP 2001145990A JP 2002173383 A JP2002173383 A JP 2002173383A
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Japan
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methyl silicate
ceramics
ceramic
alcohol
less
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Tomoko Ando
智子 安藤
Takahiko Okada
能彦 岡田
Hiroyuki Shimizu
博之 清水
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WICERA CO Ltd
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WICERA CO Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
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    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5076Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with masses bonded by inorganic cements
    • C04B41/5089Silica sols, alkyl, ammonium or alkali metal silicate cements

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pore treatment method for ceramics which is hardly affected by a change in temperature and environment and can stably maintain hermeticity by embedding the microgaps existing within the ceramics by inorganic material. SOLUTION: After the ceramic is impregnated with an alcohol solution of methyl silicate of >=1 to <=15% in concentration, the excess methyl silicate is removed by cleaning the ceramic with alcohol before drying of the methyl silicate. The ceramic is subjected to alcohol removal in a vacuum state of >=10 to <=100 deg.C and is then heat treated at >=200 to <=800 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックスの微
細空隙を埋めることによって気密性を向上させるための
セラミックスの細孔処理方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for treating pores in ceramics for improving airtightness by filling fine voids in the ceramics.

【0002】[0002]

【従来の技術】セラミックスは、その構造上、内部に微
細空隙が存在するものであるが、特に空気や水蒸気を嫌
う電子部品の保護用セラミックス等では、その微細空隙
から進入する空気や水蒸気等が電子部品の性能の低下に
繋がるという問題があった。
2. Description of the Related Art Ceramics have microscopic voids inside due to their structure. In particular, in the case of ceramics for protecting electronic parts which dislike air and water vapor, air and water vapor entering from the microscopic voids are particularly harmful. There is a problem that the performance of the electronic component is reduced.

【0003】これ等の問題を解決するために、従来で
は、セラミックス表面にエポキシ樹脂等の有機性樹脂を
コーティングする表面処理が一般に行われている。
[0003] In order to solve these problems, conventionally, a surface treatment for coating an organic resin such as an epoxy resin on a ceramic surface is generally performed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来例では、セラミックス表面にエポキシ樹脂等の有機
性樹脂をコーティングする表面処理だけであるため、詳
しくは図1に示して後述する株式会社ウイングハイセラ
製の空気透過量測定装置を用いて気密性能を測定する
と、図5に示すように試験開始から2分程度経過すると
徐々にセラミックスの気密性が低下し、各サンプルでの
バラツキも大きいことが判明した。
However, in the above-mentioned conventional example, since only the surface treatment of coating the ceramic surface with an organic resin such as an epoxy resin is performed, the details are shown in FIG. When the airtightness is measured using an air permeability measuring device made by Sera, as shown in FIG. 5, the airtightness of the ceramic gradually decreases about 2 minutes after the start of the test, and the variation in each sample is large. found.

【0005】図5において、横軸は経過時間(分)であ
り、縦軸は真空度(×10-4Pa)を示す。10個のサ
ンプルを夫々試験して経過時間(分)に対する真空度の
低下(通過空気による昇圧速度)を測定した。昇圧速度
が遅い程、封止効果が高いことを示す。
In FIG. 5, the horizontal axis represents elapsed time (minutes), and the vertical axis represents the degree of vacuum (× 10 −4 Pa). Each of the ten samples was tested, and the decrease in the degree of vacuum with respect to the elapsed time (minutes) (pressure rise rate by passing air) was measured. The lower the pressure raising speed, the higher the sealing effect.

【0006】また、図6は未処理のセラミックスを水銀
圧入ポロシチメーターで測定した細孔分布の一例を示す
図である。図6において横軸は細孔径(μm)を示し、
縦軸はその細孔の体積(cc)を示す。図6に示すよう
に、細孔径が10μm〜20μmの範囲Aで大きな空隙
があり、更には、0.05μm以下の範囲Bでも空隙が
あることが分かる。
FIG. 6 is a diagram showing an example of pore distribution of untreated ceramics measured by a mercury intrusion porosimeter. In FIG. 6, the horizontal axis represents the pore diameter (μm),
The vertical axis indicates the volume (cc) of the pore. As shown in FIG. 6, it can be seen that there are large voids in the range A having a pore diameter of 10 μm to 20 μm, and further, there are voids in the range B of 0.05 μm or less.

【0007】本発明は前記課題を解決するものであり、
その目的とするところは、セラミックスの内部に存在す
る微細空隙を無機質により埋めて温度や環境の変化によ
る影響を受け難く、気密性が安定して維持出来るセラミ
ックスの細孔処理方法を提供せんとするものである。
[0007] The present invention is to solve the above-mentioned problems,
The aim is to provide a method for treating pores in ceramics that can maintain the airtightness stably without being affected by changes in temperature and environment by filling the microvoids present in the ceramics with inorganic substances. Things.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係るセラミックスの細孔処理方法は、セラミ
ックスの微細空隙を埋めるための細孔処理方法であっ
て、焼結後のセラミックスにメチルシリケートを含浸さ
せて該セラミックスの微細空隙を埋めたことを特徴とす
る。
A method for treating pores in ceramics according to the present invention for achieving the above object is a method for treating pores for filling fine voids in ceramics. It is characterized in that the fine voids of the ceramic are filled by impregnation with methyl silicate.

【0009】メチルシリケートは液体で浸透性が高く、
セラミックス内に存在する微細空隙に良好に含浸させる
ことが出来る。また、メチルシリケートは分解性の材料
であり、室温以上(例えば、10℃以上)で熱すると、
メチル基及び水酸基が蒸発してセラミックスの微細空隙
内に二酸化ケイ素(SiO2)が残り、気密性が向上す
る。二酸化ケイ素(SiO2)は無機質であるため温度
や環境の変化による影響を受け難い。
Methyl silicate is liquid and highly permeable,
It is possible to satisfactorily impregnate the fine voids existing in the ceramic. Methyl silicate is a decomposable material, and when heated at room temperature or higher (for example, at 10 ° C. or higher),
The methyl group and the hydroxyl group evaporate, leaving silicon dioxide (SiO 2 ) in the fine voids of the ceramic, thereby improving the airtightness. Since silicon dioxide (SiO 2 ) is inorganic, it is hardly affected by changes in temperature or environment.

【0010】また、前記焼結後のセラミックスをメチル
シリケートに浸した状態で所定時間、真空状態を維持し
た場合には浸透性が向上する。
[0010] In addition, when a vacuum state is maintained for a predetermined time while the sintered ceramic is immersed in methyl silicate, permeability is improved.

【0011】即ち、セラミックスをメチルシリケートの
アルコール溶液に浸した状態で真空装置で引くと、セラ
ミックス内の微細空隙内に存在する空気や水蒸気等がメ
チルシリケートに置換される。1時間程度、真空状態
(減圧状態)を維持し、メチルシリケート内に気泡が発
生しなくなるまで続ける。
That is, when the ceramic is immersed in an alcohol solution of methyl silicate and pulled by a vacuum device, air, water vapor, and the like existing in fine voids in the ceramic are replaced with methyl silicate. The vacuum state (reduced pressure state) is maintained for about one hour, and the operation is continued until no bubbles are generated in the methyl silicate.

【0012】また、前記メチルシリケートの濃度が1%
以上、且つ15%以下である場合には好ましい。更に好
ましいメチルシリケートの濃度は、2.5%以上、且つ
7.5%以下である。メチルシリケートは、例えば、触
媒化成工業社製のセラメートC−513(商品名)を上
述の濃度でメチルアルコール、エチルアルコール、イソ
プロピルアルコール等に溶解させて使用することが出来
る。
Further, the concentration of the methyl silicate is 1%
It is preferable that the ratio is not less than 15%. A more preferred concentration of methyl silicate is 2.5% or more and 7.5% or less. Methyl silicate can be used, for example, by dissolving Ceramate C-513 (trade name) manufactured by Catalyst Chemical Industry Co., Ltd. in the above-mentioned concentration in methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, or the like.

【0013】メチルシリケートの濃度を低く設定した場
合、粘度が下がり、セラミックス内部への浸透性を向上
することが出来、処理時間の短縮化を図ると共に、より
微細な空隙内にも充填することが出来る。
When the concentration of methyl silicate is set low, the viscosity decreases, the permeability into the ceramics can be improved, the processing time can be shortened, and the fine cavities can be filled. I can do it.

【0014】また、前記焼結後のセラミックスにメチル
シリケートを含浸させた後、該メチルシリケートの乾燥
前にアルコール洗浄して余剰のメチルシリケートを除去
した場合には好ましい。メチルシリケートを乾燥させる
とセラミックスの表面に二酸化ケイ素(SiO2)が白
く残るため、これを除去する目的でアルコール洗浄す
る。メチルシリケートはアルコールで希釈され容易に除
去することが出来る。
It is preferable that the sintered ceramic is impregnated with methyl silicate and then washed with alcohol before drying the methyl silicate to remove excess methyl silicate. When the methyl silicate is dried, silicon dioxide (SiO 2 ) remains white on the surface of the ceramic, and is washed with alcohol for the purpose of removing it. Methyl silicate is diluted with alcohol and can be easily removed.

【0015】また、前記焼結後のセラミックスにメチル
シリケートを含浸させた後、該メチルシリケートの乾燥
前にアルコール洗浄して余剰のメチルシリケートを除去
し、200℃以上、且つ800℃以下で熱処理すれば好
ましい。
Further, after the sintered ceramic is impregnated with methyl silicate, excess methyl silicate is removed by alcohol washing before drying of the methyl silicate, and heat treatment is performed at 200 ° C. or more and 800 ° C. or less. Is preferred.

【0016】また、前記焼結後のセラミックスにメチル
シリケートを含浸させた後、該メチルシリケートの乾燥
前にアルコール洗浄して余剰のメチルシリケートを除去
し、アルコール洗浄したセラミックスを重ならないよう
に並べた後、10℃以上、且つ100℃以下で、真空状
態(減圧状態)で乾燥処理或いは大気圧状態で乾燥処理
して脱アルコールを行った後、200℃以上、且つ80
0℃以下で熱処理すれば好ましい。熱処理時間は処理す
るセラミックスの種類によって異なる。
After the sintered ceramics are impregnated with methyl silicate, the methyl silicate is washed with alcohol before drying to remove excess methyl silicate, and the alcohol-washed ceramics are arranged so as not to overlap. Thereafter, at a temperature of 10 ° C. or more and 100 ° C. or less, a drying treatment is performed in a vacuum state (reduced pressure state) or a drying treatment at an atmospheric pressure state to remove alcohol.
Heat treatment at 0 ° C. or less is preferable. The heat treatment time depends on the type of ceramic to be treated.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図により本発明に係るセラミック
スの細孔処理方法の一実施形態を具体的に説明する。図
1はセラミックスの気密性を測定するための空気透過性
測定装置の構成を示す模式図、図2は本発明に係るセラ
ミックスの細孔処理方法により封止処理したセラミック
スの気密性を示す図、図3はメチルシリケートの濃度別
の気密性を示す図、図4は本発明に係るセラミックスの
細孔処理方法により封止処理したセラミックスの細孔分
布を示す図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the method for treating pores in ceramics according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an air permeability measuring device for measuring the hermeticity of ceramics, FIG. 2 is a diagram showing the hermeticity of ceramics sealed by a method for treating pores of ceramics according to the present invention, FIG. 3 is a diagram showing the airtightness according to the concentration of methyl silicate, and FIG. 4 is a diagram showing the pore distribution of ceramics sealed by the method for treating pores of ceramics according to the present invention.

【0018】本発明に係るセラミックスの細孔処理方法
は、セラミックスの微細空隙を埋めるための細孔処理方
法であって、例えば、セラミックスをメチルシリケート
のアルコール溶液(例えば、触媒化成工業製のセラメー
トC−513(商品名))に浸漬する。
The method for treating pores of ceramics according to the present invention is a method for treating pores for filling microscopic voids in ceramics. For example, ceramics is treated with an alcohol solution of methyl silicate (for example, Ceramate C manufactured by Catalyst Chemical Industry Co., Ltd.). -513 (trade name)).

【0019】この時、メチルシリケートの量はセラミッ
クス全面が浸る程度であり、該メチルシリケートの濃度
は1%以上、且つ15%以下程度の濃度の低いものを使
用すれば良い。メチルシリケートはアルコールで希釈す
ることで溶質が分散して粘度が下がり、浸透性を向上す
ることが出来、処理時間の短縮を図り、より微細な空隙
にまで含浸させて確実に充填することが出来る。メチル
シリケートの更に好ましい濃度は2.5%以上、且つ
7.5%である。
At this time, the amount of methyl silicate is such that the entire surface of the ceramic is soaked, and the concentration of the methyl silicate may be as low as 1% or more and 15% or less. Methyl silicate can be diluted with alcohol to disperse solute and reduce viscosity, improve permeability, shorten processing time, and impregnate even finer voids to ensure filling. . A more preferred concentration of methyl silicate is 2.5% or more and 7.5%.

【0020】セラミックスをメチルシリケートに浸漬し
た状態で、メチルシリケートのセラミックスへの含浸を
促進するために真空装置により所定時間(例えば、1時
間程度)、真空状態(減圧状態)を維持した後、セラミ
ックスの表面の余剰なメチルシリケートをアルコール洗
浄し、乾燥する。
In a state where the ceramic is immersed in the methyl silicate, the vacuum is maintained for a predetermined time (for example, about 1 hour) by a vacuum device (for example, about one hour) to promote the impregnation of the ceramic with the methyl silicate. Excessive methyl silicate on the surface of is washed with alcohol and dried.

【0021】メチルシリケートの乾燥前にアルコール洗
浄することで余剰のメチルシリケートを除去し、メチル
シリケートが乾燥してメチル基及び水酸基が蒸発した後
に二酸化ケイ素(SiO2)がセラミックスの表面に白
く残留するのを防止することが出来る。
Excess methyl silicate is removed by washing with alcohol before drying the methyl silicate, and after the methyl silicate is dried and the methyl and hydroxyl groups are evaporated, silicon dioxide (SiO 2 ) remains white on the ceramic surface. Can be prevented.

【0022】アルコール洗浄後のメチルシリケートの真
空乾燥は室温以上で行う。例えば、10℃以上、且つ1
00℃以下の温度で乾燥すれば好ましい。メチルシリケ
ートをセラミックスに浸透させて乾燥することによりメ
チルシリケートは分解し、メチル基はメチルアルコール
として蒸発し、無機質である二酸化ケイ素(SiO2
はセラミックス内の微細空隙内に残留する。
The vacuum drying of methyl silicate after alcohol washing is performed at room temperature or higher. For example, at least 10 ° C. and 1
Drying at a temperature of 00 ° C. or less is preferred. Methyl silicate is decomposed by infiltrating and drying the ceramic with the methyl silicate, the methyl group is evaporated as methyl alcohol, and inorganic silicon dioxide (SiO 2 )
Remains in the fine voids in the ceramic.

【0023】これにより、セラミックスの気密性が向上
し、従来例のようなエポキシ樹脂等の有機性樹脂を用い
た表面処理と比べてセラミックスの気密性が格段に改善
され、二酸化ケイ素(SiO2)は無機質であるため温
度や環境の変化による影響を受け難く安定した高気密性
のセラミックスを提供することが出来る。
As a result, the hermeticity of the ceramics is improved, and the hermeticity of the ceramics is remarkably improved as compared with the conventional surface treatment using an organic resin such as an epoxy resin, and silicon dioxide (SiO 2 ) is obtained. Since is inorganic, it is possible to provide a stable and highly airtight ceramic which is hardly affected by changes in temperature and environment.

【0024】特に、空気や水蒸気を嫌う電子部品等の保
護用セラミックスに適用すれば効果があり、セラミック
スの内部から微細空隙を無くすことによって気密性を大
幅に改善することが出来る。
In particular, the present invention is effective when applied to ceramics for protection of electronic parts and the like that do not like air and water vapor, and the airtightness can be greatly improved by eliminating fine voids from the inside of the ceramics.

【0025】メチルシリケートのアルコール溶液は浸透
性が高く、分解性の材料であり、例えば、触媒化成工業
製のセラメートC−513(商品名)が好適に用いられ
る。このセラメートC−513は以下の化学式により表
される。
The alcohol solution of methyl silicate is a highly permeable and decomposable material. For example, Ceramate C-513 (trade name) manufactured by Catalysis Kasei Kogyo is preferably used. This ceramate C-513 is represented by the following chemical formula.

【0026】[0026]

【化1】 Embedded image

【0027】これ等の物質は乾燥過程で、その溶解度を
超えると脱水、脱アルコール反応を繰り返し、架橋し、
三次元的な構造を持つシリカガラスへと変化する。この
時のメチルシリケートの濃度は1%以上、且つ15%以
下、好ましくは2.5%以上、且つ7.5%以下のもの
を使用する。
In the drying process, when these substances exceed their solubility, they repeatedly undergo dehydration and dealcoholization reactions to form crosslinks.
Changes to silica glass with a three-dimensional structure. At this time, the concentration of methyl silicate used is 1% or more and 15% or less, preferably 2.5% or more and 7.5% or less.

【0028】濃度の低いメチルシリケートを使用するこ
とでアルコールで希釈することによって溶質が分散して
粘度が下がり、浸透性が増して気密性が向上する(図2
及び図3参照)。これにより、処理時間の短縮が図れ、
より微細な空隙に充填することが出来る。
By using methyl silicate having a low concentration, by diluting with alcohol, the solute is dispersed to lower the viscosity, the permeability is increased, and the airtightness is improved (FIG. 2).
And FIG. 3). As a result, the processing time can be reduced,
It is possible to fill finer voids.

【0029】以下に具体的な処理工程を示す。先ず、焼
結後のセラミックスをメチルシリケートのアルコール溶
液に浸した状態で真空装置により減圧する。ここで、セ
ラミックス内に存在する空気、水蒸気等がメチルシリケ
ートに置換される。この時の処理時間は1時間程度で、
メチルシリケート内に気泡が発生しなくなるまで続け
る。
Specific processing steps will be described below. First, the pressure of the sintered ceramic is reduced by a vacuum device in a state of being immersed in an alcohol solution of methyl silicate. Here, air, water vapor, and the like existing in the ceramics are replaced with methyl silicate. The processing time at this time is about 1 hour,
Continue until no more bubbles are generated in the methyl silicate.

【0030】次にセラミックスの表面に白くメチルシリ
ケートが残るのを防ぐ目的でアルコール洗浄する。アル
コール洗浄したセラミックスは重ならないように並べ、
真空状態(減圧状態)で室温以上、即ち、10℃以上、
且つ100℃以下の温度で乾燥して、脱アルコールを行
う。
Next, alcohol washing is performed to prevent white methyl silicate from remaining on the surface of the ceramic. Alcohol-washed ceramics are arranged so that they do not overlap,
Room temperature or higher in a vacuum state (reduced pressure state), that is, 10 ° C. or higher,
Drying is performed at a temperature of 100 ° C. or less to remove alcohol.

【0031】真空乾燥後は、200℃以上、且つ800
℃以下の温度で熱処理して焼結させる。この時の熱処理
時間は処理するセラミックスによって異なる。尚、前述
の10℃以上、且つ100℃以下の温度で乾燥して脱ア
ルコールを行う処理を省いて200℃以上、且つ800
℃以下の温度で熱処理して焼結させても良い。
After vacuum drying, the temperature is 200 ° C. or more and 800
Sintered by heat treatment at a temperature of not more than ℃. The heat treatment time at this time depends on the ceramic to be treated. In addition, the above-mentioned treatment of drying at a temperature of 10 ° C. or more and 100 ° C. or less to remove alcohol is omitted, and a temperature of 200 ° C.
The sintering may be performed by heat treatment at a temperature of not more than ℃.

【0032】図4は前述した図6に示した未処理のセラ
ミックスと比較するために同等なセラミックスに対して
上述した本発明に係るセラミックスの細孔処理方法を実
施した後、そのセラミックスを水銀圧入ポロシチメータ
ーで測定した細孔分布を示す図である。図4において横
軸は細孔径(μm)を示し、縦軸はその細孔の体積(c
c)を示す。
FIG. 4 shows that the same ceramics as described above with reference to FIG. 6 are subjected to the above-described method for treating pores of a ceramic according to the present invention for comparison with the untreated ceramics, and then the ceramic is subjected to mercury injection. It is a figure which shows the pore distribution measured by the porosimeter. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the pore diameter (μm), and the vertical axis indicates the volume (c
c) is shown.

【0033】図6の未処理のセラミックスでは、細孔径
が10μm〜20μmの範囲Aで大きな空隙があり、更
には、0.05μm以下の範囲Bでも空隙があったが、
上述した本発明に係るセラミックスの細孔処理方法を実
施した後では、細孔径が10μm〜20μmの範囲での
空隙や0.05μm以下の範囲での空隙が略消滅してい
ることが分かる。
In the untreated ceramic of FIG. 6, there are large voids in the range A having a pore size of 10 μm to 20 μm, and further, there are voids in the range B of 0.05 μm or less.
It can be seen that, after the above-described method for treating pores of a ceramic according to the present invention, voids having pore diameters in the range of 10 μm to 20 μm and voids having pore diameters of 0.05 μm or less have almost disappeared.

【0034】<実施例>ここで、図1に示すように電子
部品を収容する容器となるキャップ形状のセラミックス
1の封止処理について詳細な具体例を示す。空気、水蒸
気を極端に嫌う電子部品は、それ等を透さない容器に入
れて使用しなければならない。
<Embodiment> A detailed example of a sealing process for a cap-shaped ceramic 1 serving as a container for accommodating electronic components as shown in FIG. 1 will be described below. Electronic components that extremely dislike air and water vapor must be used in containers that are impermeable to them.

【0035】従来例のようにエポキシ樹脂による表面処
理では、表面のみを樹脂でコーティングしたもので、図
5に示すように気密性も均一でない。そこで、より有用
なのがセラミックス1に存在する全ての空隙を埋めるこ
とである。
In the surface treatment using the epoxy resin as in the conventional example, only the surface is coated with the resin, and the airtightness is not uniform as shown in FIG. Therefore, it is more useful to fill all voids existing in the ceramics 1.

【0036】その方法として、充填材にメチルシリケー
トを用い、微細な空隙にまでメチルシリケートを浸透さ
せて封止処理を行う。
As the method, a sealing process is carried out by using methyl silicate as a filler and infiltrating methyl silicate into minute voids.

【0037】先ず、焼結後のセラミックス1を真空装置
内で液体からなる濃度5.0%のメチルシリケートに浸
し、真空状態(減圧状態)で1時間程度引く、その後、
真空装置から取り出してセラミックス1の表面をアルコ
ール洗浄し、再び真空装置内でセラミックス1の開口部
を上にして重ならないように吸水紙の上に並べ、真空状
態(減圧状態)で20℃程度で1時間程度乾燥した後、
真空装置から取り出した後、乾燥機に入れて200℃程
度で1時間程度熱処理を行う。
First, the sintered ceramics 1 is immersed in a liquid methyl silicate having a concentration of 5.0% in a vacuum apparatus, and is pulled in a vacuum state (reduced pressure state) for about 1 hour.
After taking out of the vacuum device, the surface of the ceramics 1 is washed with alcohol, and again placed on a water-absorbing paper in the vacuum device so that the opening of the ceramics 1 does not overlap. After drying for about 1 hour,
After being taken out of the vacuum device, it is placed in a dryer and heat-treated at about 200 ° C. for about 1 hour.

【0038】処理後のセラミックス1を図1に示す株式
会社ウイングハイセラ製の空気透過量測定装置を用いて
気密性能を測定する。図1に示す空気透過量測定装置
は、真空ポンプ2が接続された減圧室3に小さな穴3a
を開け、減圧室3の内側から注射針4を穴3aに刺し、
シリコンシート5により穴3aと注射針4との隙間を埋
めて空気がもれないようにシールする。
The airtightness of the treated ceramics 1 is measured using an air permeability measuring device manufactured by Wing Hi-Cera Corporation shown in FIG. The air permeation measuring device shown in FIG. 1 has a small hole 3a in a decompression chamber 3 to which a vacuum pump 2 is connected.
Is opened, and the injection needle 4 is inserted into the hole 3a from the inside of the decompression chamber 3,
The gap between the hole 3a and the injection needle 4 is filled with the silicon sheet 5 and sealed so that no air leaks.

【0039】気密性能を測定するサンプルとなるセラミ
ックス1を注射針4に被せるようにしてシリコンシート
5上に載置し、セラミックス1とシリコンシート5との
隙間にシリコングリース6を介在させてセラミックス1
とシリコンシート5とを密着させ、セラミックス1とシ
リコンシート5との隙間から空気が漏れないようにシー
ルする。
A ceramic 1 serving as a sample for measuring the airtight performance is placed on a silicon sheet 5 so as to cover the injection needle 4, and a silicon grease 6 is interposed in a gap between the ceramic 1 and the silicon sheet 5.
And the silicon sheet 5 are brought into close contact with each other, and sealing is performed so that air does not leak from the gap between the ceramics 1 and the silicon sheet 5.

【0040】そして、セラミックス1の外側全面を気密
性を有する図示しないプラスチック容器で覆い、真空ポ
ンプ2を駆動して減圧室3を減圧して真空状態(減圧状
態)にした後にプラスチック容器を取り外す。プラスチ
ック容器を取り外した時刻から1分、2分、5分、10
分、20分経過後の真空ポンプ2と減圧室3との間に設
けられた真空ゲージ7の目盛りを読んでグラフ化したも
のを図2に示す。
Then, the entire outer surface of the ceramics 1 is covered with an airtight plastic container (not shown), and the vacuum pump 2 is driven to reduce the pressure in the decompression chamber 3 to a vacuum (reduced pressure), and then the plastic container is removed. 1 minute, 2 minutes, 5 minutes, 10 minutes after removing the plastic container
FIG. 2 shows a graph obtained by reading the scale of a vacuum gauge 7 provided between the vacuum pump 2 and the decompression chamber 3 after a lapse of 20 minutes.

【0041】図2は上述した同一の方法で5個のセラミ
ックス1のサンプルについて夫々測定したものである。
図2において、横軸は経過時間(分)であり、縦軸は真
空度(×10-4Pa)を示す。図5に示して前述した従
来例のエポキシ樹脂による表面処理では、表面のみを樹
脂でコーティングしたもので、時間の経過と共に通過空
気により真空度が低下するカーブを描く。このカーブは
昇圧速度とすることが出来、昇圧速度を測定して昇圧速
度が遅い(緩やかなカーブで真空度が低下する)程、気
密性能が良く、封止効果が高いことを表す。
FIG. 2 shows the results obtained by measuring five ceramics 1 samples in the same manner as described above.
In FIG. 2, the horizontal axis represents elapsed time (minutes), and the vertical axis represents the degree of vacuum (× 10 −4 Pa). In the surface treatment with the epoxy resin of the conventional example shown in FIG. 5 described above, only the surface is coated with the resin, and a curve in which the degree of vacuum is reduced by the passing air over time is drawn. This curve can be a pressure rising speed. The pressure rising speed is measured, and the lower the pressure rising speed (the gentler the curve, the lower the degree of vacuum), the better the airtight performance and the higher the sealing effect.

【0042】図2では5個のサンプルは略均一で且つ真
空度が殆ど低下することがなかった。従って、セラミッ
クス1にメチルシリケートを含浸、乾燥させることによ
り気密性が改善され、従来例のようなエポキシ樹脂等に
よる表面処理に比べて気密性が高く且つ均一で安定した
封止処理が出来ることが判明した。
In FIG. 2, the five samples were substantially uniform and the degree of vacuum was hardly reduced. Therefore, the airtightness is improved by impregnating and drying the ceramic 1 with methyl silicate, and it is possible to perform a uniform and stable sealing process with higher airtightness as compared with the surface treatment using an epoxy resin or the like as in the conventional example. found.

【0043】図3はメチルシリケートの濃度が異なる場
合のグラフを示し、メチルシリケートの濃度以外は前述
と同様に処理したものである。図3においても横軸は経
過時間(分)であり、縦軸は真空度(×10-4Pa)を
示す。グラフaはメチルシリケートの濃度が10%、グ
ラフbはメチルシリケートの濃度が7.5%、グラフc
はメチルシリケートの濃度が5%である。
FIG. 3 shows a graph in the case where the concentration of methyl silicate is different, and is the same as above except for the concentration of methyl silicate. Also in FIG. 3, the horizontal axis indicates elapsed time (minutes), and the vertical axis indicates the degree of vacuum (× 10 −4 Pa). Graph a has a methyl silicate concentration of 10%, graph b has a methyl silicate concentration of 7.5%, and graph c.
Has a methyl silicate concentration of 5%.

【0044】図3に示すように、メチルシリケートの濃
度が低い程、気密性が高く安定した封止処理が出来るこ
とが判明した。
As shown in FIG. 3, it was found that the lower the concentration of methyl silicate, the higher the airtightness and the more stable the sealing process.

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明は、上述の如き構成と作用とを有
するので、従来のように表面処理だけでなくセラミック
スの内部に存在する微細空隙を無機質により埋めて温度
や環境の変化による影響を受け難く、気密性が安定して
維持出来る。
As described above, the present invention has the above-described structure and function. Therefore, not only the surface treatment as in the prior art, but also the effect of the temperature and environment changes by filling the fine voids existing inside the ceramics with an inorganic material. It is hard to receive and can maintain airtightness stably.

【0046】即ち、セラミックスにメチルシリケートを
含浸、乾燥させることでセラミックスの微細空隙内に二
酸化ケイ素(SiO2)が残り、これにより、従来のエ
ポキシ樹脂等による表面処理に比べて気密性が向上す
る。二酸化ケイ素(SiO2)は無機質であるため温度
や環境の変化による影響を受け難い。
That is, by impregnating and drying the ceramic with methyl silicate, silicon dioxide (SiO 2 ) remains in the fine voids of the ceramic, thereby improving the airtightness as compared with the conventional surface treatment using an epoxy resin or the like. . Since silicon dioxide (SiO 2 ) is inorganic, it is hardly affected by changes in temperature or environment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】セラミックスの気密性を測定するための空気透
過性測定装置の構成を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an air permeability measuring device for measuring the airtightness of ceramics.

【図2】本発明に係るセラミックスの細孔処理方法によ
り封止処理したセラミックスの気密性を示す図である。
FIG. 2 is a view showing the hermeticity of ceramics subjected to sealing treatment by the method for treating pores of ceramics according to the present invention.

【図3】メチルシリケートの濃度別の気密性を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing airtightness according to methyl silicate concentration.

【図4】本発明に係るセラミックスの細孔処理方法によ
り封止処理したセラミックスの細孔分布を示す図であ
る。
FIG. 4 is a view showing a pore distribution of ceramics subjected to a sealing treatment by the ceramic pore treating method according to the present invention.

【図5】従来例のセラミックスの表面にエポキシ樹脂を
コーティングした場合の気密性を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing airtightness when a surface of a conventional ceramic is coated with an epoxy resin.

【図6】未処理のセラミックスの細孔分布を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a pore distribution of untreated ceramics.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…セラミックス 2…真空ポンプ 3…減圧室 3a…穴 4…注射針 5…シリコンシート 6…シリコングリース 7…真空ゲージ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ceramics 2 ... Vacuum pump 3 ... Decompression chamber 3a ... Hole 4 ... Injection needle 5 ... Silicon sheet 6 ... Silicon grease 7 ... Vacuum gauge

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミックスの微細空隙を埋めるための
細孔処理方法であって、 焼結後のセラミックスにメチルシリケートを含浸させて
該セラミックスの微細空隙を埋めたことを特徴とするセ
ラミックスの細孔処理方法。
1. A method of treating pores for filling fine voids in ceramics, the method comprising impregnating methyl silicate into sintered ceramics to fill the fine voids in the ceramics. Processing method.
【請求項2】 前記焼結後のセラミックスをメチルシリ
ケートに浸した状態で所定時間、真空状態を維持するこ
とを特徴とする請求項1に記載のセラミックスの細孔処
理方法。
2. The method according to claim 1, wherein a vacuum state is maintained for a predetermined time while the sintered ceramic is immersed in methyl silicate.
【請求項3】 前記メチルシリケートの濃度が1%以
上、且つ15%以下であることを特徴とする請求項1ま
たは請求項2に記載のセラミックスの細孔処理方法。
3. The method according to claim 1, wherein the concentration of the methyl silicate is 1% or more and 15% or less.
【請求項4】 前記焼結後のセラミックスにメチルシリ
ケートを含浸させた後、該メチルシリケートの乾燥前に
アルコール洗浄して余剰のメチルシリケートを除去した
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の
セラミックスの細孔処理方法。
4. The method according to claim 1, wherein the sintered ceramic is impregnated with methyl silicate, and then the alcohol is washed with alcohol before drying the methyl silicate to remove excess methyl silicate. 4. The method for treating pores in ceramics according to claim 1.
【請求項5】 前記焼結後のセラミックスにメチルシリ
ケートを含浸させた後、該メチルシリケートの乾燥前に
アルコール洗浄して余剰のメチルシリケートを除去し、
200℃以上、且つ800℃以下で熱処理したことを特
徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のセラミッ
クスの細孔処理方法。
5. After the sintered ceramic is impregnated with methyl silicate, an excess methyl silicate is removed by alcohol washing before drying the methyl silicate,
The method according to claim 1, wherein the heat treatment is performed at a temperature of 200 ° C. or more and 800 ° C. or less.
【請求項6】 前記焼結後のセラミックスにメチルシリ
ケートを含浸させた後、該メチルシリケートの乾燥前に
アルコール洗浄して余剰のメチルシリケートを除去し、
その後、10℃以上、且つ100℃以下で、真空状態で
乾燥処理または大気圧状態で乾燥処理して脱アルコール
を行った後、200℃以上、且つ800℃以下で熱処理
したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記
載のセラミックスの細孔処理方法。
6. After the sintered ceramic is impregnated with methyl silicate, an excess of methyl silicate is removed by alcohol washing before drying of the methyl silicate,
After that, after a drying treatment in a vacuum state or an atmospheric pressure state at a temperature of 10 ° C. or more and 100 ° C. or less and a dealcoholization, a heat treatment is performed at a temperature of 200 ° C. or more and 800 ° C. or less. Item 4. The method for treating pores in ceramics according to any one of Items 1 to 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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