JP2002338334A - セラミック焼結体およびその製造方法 - Google Patents

セラミック焼結体およびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】多孔質セラミックスと緻密質セラミックスと
を、充分に高い接合強度をもって一体化する。 【解決手段】セラミック焼結体１は、緻密質部分２と多
孔質部分３を備えている。緻密質部分２がセラミック微
粒の焼結によって形成されている。多孔質部分３がセラ
ミック粗粒の焼結によって形成されている。セラミック
微粒とセラミック粗粒とが一体で加圧焼結されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック焼結体
およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】多孔質セラミックスと緻密質セラミック
スとを一体化する方法としては、ろう付け、無機質接着
剤による接着、一体焼結などが考えられる（「金属便
覧」改訂６版 丸善株式会社 １０３６〜１０３７
頁）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、例えば炭
化珪素の緻密質焼結体と多孔質焼結体とを接合すること
を検討した。しかし、多孔質セラミックスと緻密質セラ
ミックスとをろう付けする方法では、まずセラミックス
表面に対して強固な接着力を示すろうが少ないという問
題がある。また、多孔質セラミックスの気孔率が高くな
り、開気孔が大きくなると、気孔の内部にろうが進入
し、セラミックスが変性する可能性があるし、多孔質セ
ラミックスの表面に対するろうの接着力も一層低下する
傾向がある。また、両者をろう付けする際には、ろうが
溶融する温度にまで加熱する必要があるので、その後の
冷却過程において、ろうの周辺に残留応力が残り、接合
強度が低下したり、不均一となる傾向がある。多孔質セ
ラミックスと緻密質セラミックスとを例えばガラス接着
剤によって接着する場合にも、上記と同様の問題が生ず
る。
【０００４】本発明の課題は、多孔質セラミックスと緻
密質セラミックスとを、充分に高い接合強度をもって一
体化できるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、緻密質部分と
多孔質部分とを備えたセラミック焼結体であって、緻密
質部分がセラミック微粒の焼結によって形成されてお
り、多孔質部分がセラミック粗粒の焼結によって形成さ
れており、セラミック微粒とセラミック粗粒とが一体で
加圧焼結されていることを特徴とする、セラミック焼結
体に係るものである。
【０００６】また、本発明は、緻密質部分と多孔質部分
とを備えたセラミック焼結体を製造する方法であって、
セラミック微粒とセラミック粗粒とを一体で加圧焼結す
ることを特徴とする。
【０００７】本発明者は、いわゆる加圧焼結法を利用
し、セラミック微粒を焼結させて緻密体を生成させるの
と共に、セラミック微粒が高度に焼結するような温度お
よび圧力条件下で多孔体を生成するような粗粒を、微粒
と共に一体焼結させることを想到した。
【０００８】セラミックスの加圧焼結法としては、代表
的には、ホットプレス法、ホットアイソスタティックプ
レス法が知られている。例えば、ホットプレス法による
セラミックスの加圧焼結は、窒化珪素、炭化珪素、窒化
アルミニウム等の各種のセラミックスの焼結のために使
用されてきている。
【０００９】本発明においては、加圧焼結によって緻密
体を生成させ得るようなセラミック微粒を使用し、この
セラミック微粒とセラミック粗粒とを一体に加圧焼結さ
せる。この際、セラミック粗粒は、このセラミック微粒
が充分に緻密化するような温度および圧力条件下におい
て、多孔体を生成するような粗粒を選択する。この結
果、加圧焼結によって得られる一体の焼結体には、セラ
ミック微粒が焼結した緻密質部分と、セラミック粗粒が
焼結した多孔質部分との双方が含まれる。
【００１０】このような焼結体においては、緻密質部分
と多孔質部分とは強固に接合一体化されており、かつ両
者の界面は微視的に見ても連続的になる。そして、多孔
質部分においても、緻密質部分においても、各セラミッ
ク粒子はそれぞれ同様の溶融焼結プロセスを経過してい
ることから、多孔質部分と緻密質部分との界面における
残留応力は少ない。従って、多孔質部分と緻密質部分と
の接合強度は高く、あるいは安定しており、接合不良は
発生しにくい。
【００１１】本発明は、セラミックス全般に適用するこ
とができる。こうしたセラミックスとしては、アルミ
ナ、ジルコニア、チタニア、シリカ、マグネシア、フェ
ライト、コージェライト、イットリア等の希土類元素の
酸化物等の酸化物系セラミックス；チタン酸バリウム、
チタン酸ストロンチウム、チタン酸ジルコン酸鉛、希土
類元素のマンガナイト、希土類元素のクロマイト等の複
合酸化物；窒化アルミニウム、窒化珪素，サイアロン等
の窒化物系セラミックス；炭化珪素、炭化ホウ素、炭化
タングステン等の炭化物系セラミックスを例示できる。
【００１２】セラミック微粒の平均粒径は、加圧焼結時
の目標とする温度および圧力条件において、目的の気孔
率が得られる程度に焼結するような大きさであれば、特
に限定されない。しかし、一般的には、セラミック微粒
の平均粒径は、５μｍ以下が好ましく、１μｍ以下が更
に好ましい。
【００１３】セラミック粗粒の平均粒径は、加圧焼結時
の目標とする温度および圧力条件において、目的の気孔
率が得られる程度に焼結するような大きさであれば、特
に限定されない。また、セラミック粗粒の平均粒径は、
目的とする気孔率によって変動する。しかし、一般的に
は、４０μｍ以上が好ましく、５０μｍ以上が更に好ま
しい。また、多孔質部分の強度低下を防止するという観
点からは、４００μｍ以下が好ましく、１００μｍ以下
が更に好ましい。緻密質部分の気孔率を多孔質部分の気
孔率で除して得られた値（比）は、０．３以下が好まし
く、０．０１以下が更に好ましい。
【００１４】好適な実施形態においては、セラミック粗
粒は、研磨加工、研削加工用の砥石、砥粒である。こう
した材料を微粒子と共に一体で加圧焼結することは類例
がない。この他、セラミック焼結体を粗く粉砕し、篩で
粒度を調整したものを粗粒として使用することも好まし
い。
【００１５】セラミック微粒、セラミック粗粒は、それ
ぞれ、バインダーを含む造粒粉末であってよく、バイン
ダーを実質的に含有していないセラミック粉末であって
よい。また、セラミック粗粒に対して造孔剤を添加する
ことは可能であるが、加圧焼結は通常密封状態で行われ
るので、造孔剤を実質的に添加しないことが好ましい。
本発明においては、粒径の比較的に大きいセラミック粗
粒を高温下で加圧することによって、セラミック粗粒同
士を強固に結合すると共に、セラミック粗粒の間に空隙
をある程度残す。
【００１６】緻密質部分の気孔率は、本発明の焼結体の
強度を全体として一層高くするという観点からは、１０
％以下とすることが好ましく、５％以下とすることが一
層好ましい。この下限は特になく、０％であってよい。
【００１７】多孔質部分の気孔率は、本発明の焼結体の
用途を広げるためには、１０％以上とすることが好まし
く、１５％以上とすることが更に好ましく、２０％以上
とすることが特に好ましい。特に、多孔質部分の気孔率
を１５％以上とすることによって、多孔質部分中に連続
した気孔を形成しやすくなり、これによって通気性を確
保できる。
【００１８】多孔質部分の気孔率は、多孔質部分の強度
を高くするという観点からは、４０％以下であることが
好ましく、３０％以下であることが更に好ましい。
【００１９】本発明の焼結体中には金属部品ないし金属
部材を埋設することもできる。こうした金属部品の形態
や種類は特に限定されないが、例えば平面状の金属バル
ク材であるか、印刷法によって成形された金属膜であ
る。金属部品は、セラミックスの焼成温度で安定な高融
点金属、例えばタンタル，タングステン，モリブデン，
白金，レニウム、ハフニウム、これらの合金によって形
成することが好ましい。
【００２０】金属部品を構成する金属バルク材として
は、例えば、次のものを例示できる。 （１）平板状の金属バルク材。 （２）平板状の金属バルク材の中に多数の小空間が形成
されているもの。 これには、多数の小孔を有する板状体からなる金属バル
ク材や、網状の金属バルク材を含む。多数の小孔を有す
る板状体としては、エッチングメタル、パンチングメタ
ルを例示できる。
【００２１】セラミックスのホットプレス装置は、基本
的には加圧機構と加熱機構とからなり、加圧機構には、
通常は押し型とパンチとが含まれている。加圧機構の材
質は、セラミックスの粉末や成形体の加熱条件で、例え
ば１０００〜２４００℃の温度下で、所定の圧力に耐え
るだけの十分な機械的強度を備え、セラミックスの粉末
と化学反応を起こさないことが求められる。こうした材
料として、例えば黒鉛が使用されている。
【００２２】好適な実施形態においては、セラミック微
粒とセラミック粗粒とが同種のセラミックスからなる。
本発明は、このように同種のセラミックスからなる多孔
体と緻密体との強固な一体構造を提供可能である。ここ
で、同種のセラミックスとは、基本成分が同一であるこ
とを意味しており、添加成分や微量成分には異同があっ
てもよく、また不可避的不純物も問題としない。特に好
ましくは、緻密質部分を構成するセラミックスと、多孔
質部分を構成するセラミックスとが、互いに５０重量％
以上が同じ成分からなり、特に好ましくは８０％以上が
同じ成分からなる。
【００２３】好適な実施形態においては、多孔質部分と
緻密質部分とが加圧焼結の際の圧力印加方向に向かって
積層されている。これによって、多孔質部分と緻密質部
分との界面が、圧力印加方向に向かって交差する方向、
あるいは略直交する方向に向かって延びることになるの
で、多孔質部分と緻密質部分との接合強度が最も高くな
る。多孔質部分と緻密質部分との界面の方向は、圧力印
加方向に対して４５°以上の角度をなすことが好まし
く、６０°以上の角度をなすことが更に好ましく、略垂
直であることが最も好ましい。
【００２４】また、多孔質部分と緻密質部分との界面の
少なくとも一部が、加圧焼結の際の圧力印加方向に対し
て略平行であることが好ましい。加圧焼結時に、多孔質
部分と緻密質部分とが不均等に収縮すると、両者の界面
に不規則な凹凸が現れる傾向がある。しかし、圧力印加
方向に対して略平行な界面は、多孔質部分と緻密質部分
との収縮差による凹凸や不均一が発生しにくい。
【００２５】ただし、ホットアイソスタティックプレス
法の場合には、あらゆる方向から圧力が印加される。従
って、この実施形態は、ホットプレス法のように、主と
して特定方向に向かって圧力を印加するような場合に適
用される。
【００２６】図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る
焼結体１を概略的に示す断面図であり、図１（ｂ）は焼
結体１を底面１ｂ側から見た斜視図である。１ａは焼結
体１の主面である。焼結体１は、多孔質部分３と緻密質
部分２とからなる。多孔質部分３は円板形状をしてい
る。緻密質部分２は、多孔質部分３と積層された円盤状
の積層部分２ａと、多孔質部分３および積層部分２ａの
外周を包囲するように設けられた環状部分２ｂとからな
る。積層部分２ａと環状の側壁部分２ｂとは連続してい
る。積層部分２ａと多孔質部分３との界面２０は、加圧
方向Ａに対して略垂直をなしている。また、多孔質部分
３の側周面と緻密質部分２との界面２１は、加圧方向Ａ
に対して略平行である。
【００２７】図２〜図３を参照しつつ、焼結体１の製造
プロセスについて説明する。好適な実施形態において
は、まずセラミック粗粒を加圧成形し、一次成形体７を
得る。本例では一次成形体７は円板形状をなしている
が、その形態は限定されない。一次成形体７を、図２に
概略的に示す加圧成形型内に収容する。この型は、上パ
ンチ４、下パンチ５およびスリープ９によって構成され
ている。本例では、支持体６の主面６ｂ上に一次成形体
７を載せることによって、積層体２１を作る。
【００２８】そして、下パンチ５の成形面５Ａ上に支持
体６の主面６ａを載置する。支持体６の直径はスリーブ
９の内径とほぼ適合するようにする。一方、一次成形体
７の直径は、スリーブ９の内径および成形面５Ａの直径
よりも若干小さくする。そして、一次成形体７の側面７
ａとスリーブ９との間、および一次成形体７の主面７ｂ
上に、セラミック微粒８を充填する。支持体６の上側の
支持面６ｂ上には、セラミック微粒およびセラミック粗
粒とは非反応性の材料からなるシート状物を載置し、介
在させることもできる。
【００２９】次いで、セラミック微粒８の上から上パン
チ４を下降させ、上パンチ４の成形面４Ａと下パンチ５
の成形面５Ａとの間で、矢印Ａ方向へと圧力を加え、図
３に示す二次成形体１０を得る。二次成形体１０は、粗
粒からなる成形体７Ａと、微粒からなる成形体１１とか
らなる。成形体１１は、成形体７Ａの主面と側面とを被
覆している。
【００３０】上記したように、セラミック粗粒を成形し
て一次成形体を得、一次成形体をセラミック微粒と共に
加圧成形することによって二次成形体を得、この二次成
形体を加圧焼結に供することが好ましい。セラミック粗
粒とセラミック微粒とを、粗粒を予め成形することなし
に加圧成形すると、両者の界面が不均一になるおそれが
ある。
【００３１】次いで、図３に示すように、例えばホット
プレス用の上パンチ１３の成形面１３ａ、下パンチ１４
の成形面１４ａおよびスリーブ１２によって形成される
空間内に、二次成形体１０を挟み、ホットプレスする。
この段階では、支持体６は成形体から取り外すことがで
きる。支持体６を二次成形体１０と積層したままでホッ
トプレスすることも可能である。この状態では、セラミ
ック微粒とセラミック粗粒との界面２２は、圧力印加方
向に対して略垂直であり、界面２３は、圧力印加方向に
対して略平行である。
【００３２】図４（ａ）は、他の実施形態に係る焼結体
１Ａの横断面図であり、図４（ｂ）は焼結体１Ａの斜視
図である。焼結体１Ａは、円板形状の多孔質部分３Ａ
と、多孔質部分３Ａの側周を包囲する円環状の緻密質部
分２Ａとを備えている。本例では、円盤状の多孔質部分
３Ａの主面３ａ、３ｂが露出しており、この結果、焼結
体１Ａの主面１ａと底面１ｂとの間で多孔質部分が連続
する。２１は、多孔質部分３Ａと緻密質部分２Ａとの界
面である。界面２Ａは、加圧方向Ａに対して略平行であ
る。
【００３３】また、本発明においては、多孔質体を、互
いに平均粒径の異なる複数種類の粗粒によって形成する
ことができる。この場合、好ましくは、多孔質部分のう
ち、緻密質部分に近い領域を構成する粗粒の平均粒径
を、緻密質部分から遠い領域を構成する粗粒の平均粒径
よりも小さくする。これによって、緻密質部分に近い領
域の気孔率が、緻密質部分から遠い領域の気孔率よりも
小さくなるようにする。
【００３４】例えば、図５（ａ）の焼結体１Ｂにおいて
は、多孔質体３Ｂが、円盤状領域２６と、円盤状領域２
６の側周面を包囲する円環状領域２５とからなってい
る。好ましくは、円環状領域２５を構成する粗粒の平均
粒径を、円盤状領域２６を構成する粗粒の平均粒径より
も小さくし、円環状領域２５の気孔率を、円盤状領域２
６の気孔率よりも小さくする。
【００３５】また、図５（ｂ）に示す焼結体１Ｃのよう
に、多孔質部分３Ｃを、３種類以上、例えば４種類の領
域２７、２８、２９、３０によって構成する。この場
合、好ましくは、各領域を構成する粗粒の平均粒径が、
領域３０から２７へと向かって順に小さくなるようにす
る。これによって、各領域の気孔率が、領域３０から２
７へと向かって順に小さくなるようにする。更には、多
孔質部分内の気孔率を傾斜的に変化させることができ
る。
【００３６】焼成時の最高温度は、セラミックスの種類
および目的とする気孔率によって適宜調整できる。一般
的には、１０００〜２４００℃の温度で焼成を行う。ま
た、焼成時の圧力も適宜設定できるが、５０〜４００ｋ
ｇ／ｃｍ２ が一般的である。
【００３７】支持体の材質は特に限定されない。支持体
を加圧焼結の際にも使用する場合には、支持体は、目的
とする焼成温度以上の融点を有し、かつセラミックスと
実質的に反応しない材質からなることが好ましい。こう
した材質としては、窒化ホウ素、カーボン等の他、モリ
ブデン、タングステン、タンタル、ニオブ、ハフニウム
等の、焼成温度で溶融しない高融点金属が好ましいが、
カーボンが最も好ましい。
【００３８】本発明の焼結体の表面を他の材料、好まし
くはセラミックスによってコートすることができる。特
に、多孔質部分を砥粒や砥石などによって形成した場合
には、多孔質部分の純度は、ファインセラミックス用の
粉末を利用できる緻密質部分の純度に比べて低くなるこ
とがある。このような場合には、焼結体の表面、特に少
なくとも多孔質部分の表面に、セラミックス膜をコート
することによって、焼結体の表面の純度を向上させるこ
とができる。特に、半導体製造用途のように、焼結体の
少なくとも表面が高純度であることを要求される場合に
は、このように高純度のセラミックス膜によって、焼結
体の表面、特に少なくとも多孔質部分の表面を被覆する
ことが好ましい。
【００３９】こうしたコート膜の材質は特に限定されな
いが、焼結体を構成するセラミックスと同種の材質であ
ることが特に好ましい。また、膜の形成方法は限定され
ず、例えば化学的気相成長法、物理的気相成長法、スパ
ッタリング法などであってよい。
【００４０】
【実施例】（実験Ａ）図２、図３を参照しつつ説明した
方法に従い、図１に示す焼結体１を製造した。具体的に
は、表１に示す各性状を有する炭化珪素粗粒（ＧＣ砥
粒）を準備した。
【００４１】
【表１】
【００４２】この砥粒をポリビニルアルコール５％溶液
と混合し、型（セルクル）に充填し、離型し、温度１１
０℃で２時間乾燥させ、一次成形体７を得た。一次成形
体７を金型内にセットした。焼結助剤としてＢ４ Ｃお
よびカーボン粉を添加した炭化珪素微粒８を金型内に投
入し、一次成形体７の側面および表面を被覆した。面圧
２００ｋｇ／ｃｍ２ でプレス成形し、二次成形体１０
を得た。この二次成形体１０をホットプレス焼結させ
た。焼成時の最高温度は２２００℃とし、最高温度での
保持時間は２時間とし、昇温速度、降温速度は１００℃
／時間とした。焼成時の雰囲気は１００％アルゴン雰囲
気とした。
【００４３】得られた焼結体１から、図６に示すような
形態の棒状の試料１５を切り出した。１５ａは多孔質部
分であり、１５ｂは緻密質部分である。この試料１５を
用い、ＪＩＳ Ｒ１６０１に定められる４点曲げ法によ
って強度を測定し、測定結果を表２に示す。また、各焼
結体の多孔質部分と緻密質部分との各気孔率をアルキメ
デス法によって測定し、結果を表２に示す。また、実施
例２、４の各焼結体の多孔質部分と緻密質部分との各接
合界面の微構造の写真を、図７、図８に示す。この写真
は走査型電子顕微鏡によって撮影したものであり、倍率
は５０倍である。
【００４４】
【表２】
【００４５】この結果から分かるように、多孔質部分と
緻密質部分とは同質材料であり、かつ非常に異なる気孔
率を有している。緻密質部分の気孔率は０．２％以下と
きわめて小さい値となるまで緻密化している。これと同
時に、多孔質部分の気孔率は２０〜３０％の範囲内とな
っており、充分に高い気孔率となっている。その上、両
者の接合強度は比較的に大きい。
【００４６】次に各焼結体から、図６（ｂ）に示すよう
な形態および寸法の各試料１６を切り出した。ただし、
試料１６の平面形状は、９０°に開いた扇形である。円
弧の中心Ｏ側には扇形の多孔質部分３が存在しており、
多孔質部分３の外周に沿って円弧状の緻密質部分２が設
けられている。多孔質部分３の半径は３５ｍｍであり、
試料１６の半径は５０ｍｍであり、緻密質部分２の幅は
１５ｍｍであり、試料１６の厚さは８ｍｍであり、多孔
質部分３の厚さは４ｍｍである。
【００４７】この試料１６について、テスターを用い
て、Ａ−Ｂ間について表面抵抗を測定したところ、５−
３０ＭΩであり、Ｃ−Ｄ間では０．１０−０．１１ＭΩ
であった。このように多孔質部分と緻密質部分との間で
は２桁程度表面抵抗が異なっている。また、Ａ−Ｄ間の
表面抵抗を測定したところ、２−１６ＭΩであり、多孔
質部分単独の場合よりも若干表面抵抗が低下していた。
これは、緻密質部分の相対的に低い表面抵抗を反映して
いるものである。
【００４８】（実験Ｂ）実験Ａと同様にして、図４に示
す焼結体１Ａを製造した。具体的には、表３に示す各性
状を有するアルミナ粗粒または窒化アルミニウム粗粒を
準備した。
【００４９】
【表３】
【００５０】各粗粒をポリビニルアルコール５％溶液と
混合し、型（セルクル）に充填し、離型し、温度１１０
℃で２時間乾燥させ、円板形状の一次成形体７を得た。
一次成形体７を金型内にセットした。そして、表４に示
す平均粒径を有する純度９９．９％のアルミナ微粒また
は窒化アルミニウム微粒を金型内に投入し、一次成形体
７の側面を被覆した。次いで、面圧２００ｋｇ／ｃｍ２
でプレス成形し、二次成形体を得、この二次成形体を
ホットプレス焼結させた。焼成時の最高温度は、表４に
示すように変更し、最高温度での保持時間は２時間と
し、昇温速度、降温速度は１００℃／時間とした。焼成
時の雰囲気は１００％窒素雰囲気とした。
【００５１】この結果、図４（ａ）、（ｂ）に示すよう
な焼結体１Ａが得られた。得られた各焼結体１Ａについ
て、実験Ａと同様にして気孔率、４点曲げ強度を測定
し、結果を表４に示した。
【００５２】
【表４】
【００５３】このように、本発明の焼結体は、多孔質部
分と緻密質部分とが高い接合強度をもって一体化されて
いるものである。
【００５４】また、実施例６、７、８の各焼結体の多孔
質部分と緻密質部分との各接合界面の微構造の写真を、
走査型電子顕微鏡によって撮影したところ、前述した実
施例２、４の場合と同様の結果が得られた。
【００５５】次に、実施例６、７、８の各焼結体１Ａに
ついて、緻密質部分２Ａの端面をＯリングによってシー
ルした。そして、主面１ａ側のヘリウム圧力を２ａｔｍ
とし、底面１ｂ側のヘリウム圧力を１ａｔｍとし、焼結
体１Ａのガスの透過性を確認した。この結果、緻密質部
分２Ａからのガスの漏れはなく、円盤状の多孔質部分３
Ａ内を、主面３ａから３ｂへと向かってガスが透過する
ことを確認した。
【００５６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、多
孔質セラミックスと緻密質セラミックスとを、充分に高
い接合強度をもって一体化できる。なお、多孔質セラミ
ックスあるいは緻密質セラミックスの部分を高純度な材
質で構成した場合には、ロウ付け部や接着剤がない利点
と相まって、半導体製造装置用の部品（例えばシャワー
プレート）、あるいはフィルターに対して好適に応用で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る焼結体１
を概略的に示す断面図であり、（ｂ）は焼結体１を底面
１ｂ側から見た斜視図である。
【図２】セラミック粗粒からなる一次成形体７およびセ
ラミック微粒８を一軸加圧成形している状態を概略的に
示す断面図である。
【図３】二次成形体１０をホットプレス焼結用の型内に
セットした状態を概略的に示す断面図である。
【図４】（ａ）は、焼結体１Ａを示す横断面図であり、
（ｂ）は、焼結体１Ａの斜視図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、焼結体１Ｂ、１
Ｃの横断面図である。
【図６】（ａ）は、焼結体１から切り出した４点曲げ強
度測定用試料１５を示し、（ｂ）は、焼結体１から切り
出した表面抵抗測定用の試料１６を示す図である。
【図７】実施例２の焼結体において、多孔質部分と緻密
質部分との接合界面の微構造を示す写真である。
【図８】実施例４の焼結体において、多孔質部分と緻密
質部分との接合界面の微構造を示す写真である。
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 焼結体 ２、２Ａ 緻
密質部分 ２ａ 積層部分（平板状部分） ２ｂ 側壁部
分 ３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ 多孔質部分 ４、１３
上パンチ ５、１４ 下パンチ ６
支持体 ７ セラミック粗粒の一次成形体 ７Ａ セラミック粗粒の成形体 ８ セラミック
微粒 １０ 二次成形体 １１ セラミック微粒の成
形体 ２０圧力印加方向に対して略垂直な界面
２１ 圧力印加方向に対して略平行な界面
Ａ 圧力印加方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０４Ｂ 35/645 Ｃ０４Ｂ 35/58 １０４Ｕ 37/00 １０４Ｒ 35/10 Ｚ (72)発明者 小田 敏夫 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 (72)発明者 古久保 浩 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 Ｆターム(参考） 4G001 BA22 BA36 BB22 BB36 BC01 BC42 BD14 BE33 4G026 BA03 BA14 BA16 BB03 BB14 BB16 BG22 BG27 BH13 4G030 AA36 BA18 CA07 GA11 GA23 GA24

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】緻密質部分と多孔質部分とを備えたセラミ
    ック焼結体であって、 前記緻密質部分がセラミック微粒の焼結によって形成さ
    れており、前記多孔質部分がセラミック粗粒の焼結によ
    って形成されており、前記セラミック微粒と前記セラミ
    ック粗粒とが一体で加圧焼結されていることを特徴とす
    る、セラミック焼結体。
  2. 【請求項２】前記セラミック微粒と前記セラミック粗粒
    とが同種のセラミックスからなることを特徴とする、請
    求項１記載の焼結体。
  3. 【請求項３】前記セラミック粗粒と前記セラミック微粒
    とが炭化珪素からなることを特徴とする、請求項２記載
    の焼結体。
  4. 【請求項４】前記セラミック粗粒と前記セラミック微粒
    とが、アルミニウム化合物からなることを特徴とする、
    請求項１または２記載の焼結体。
  5. 【請求項５】前記緻密質部分の気孔率が１０％以下であ
    り、前記多孔質部分の気孔率が１０〜４０％であること
    を特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つの請求項に
    記載の焼結体。
  6. 【請求項６】前記多孔質部分と前記緻密質部分とが前記
    加圧焼結の際の圧力印加方向に向かって積層されている
    ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つの請求
    項に記載の焼結体。
  7. 【請求項７】前記多孔質部分と前記緻密質部分との界面
    の少なくとも一部が前記加圧焼結の際の圧力印加方向に
    対して略平行であることを特徴とする、請求項１〜５の
    いずれか一つの請求項に記載の焼結体。
  8. 【請求項８】緻密質部分と多孔質部分とを備えたセラミ
    ック焼結体を製造する方法であって、 セラミック微粒とセラミック粗粒とを一体で加圧焼結す
    ることを特徴とする、セラミック焼結体の製造方法。
  9. 【請求項９】前記セラミック微粒と前記セラミック粗粒
    とが同種のセラミックスからなることを特徴とする、請
    求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】前記セラミック粗粒と前記セラミック微
    粒とが炭化珪素からなることを特徴とする、請求項９記
    載の方法。
  11. 【請求項１１】前記セラミック粗粒と前記セラミック微
    粒とが、アルミニウム化合物からなることを特徴とす
    る、請求項８または９記載の方法。
  12. 【請求項１２】前記緻密質部分の気孔率を１０％以下と
    し、前記多孔質部分の気孔率を１０〜４０％とすること
    を特徴とする、請求項８〜１１のいずれか一つの請求項
    に記載の方法。
  13. 【請求項１３】前記セラミック微粒と前記セラミック粗
    粒とを前記加圧焼結の際の圧力印加方向に向かって積層
    することを特徴とする、請求項８〜１２のいずれか一つ
    の請求項に記載の方法。
  14. 【請求項１４】前記セラミック微粒と前記セラミック粗
    粒との界面の少なくとも一部が前記加圧焼結の際の圧力
    印加方向に対して略平行となるようにすることを特徴と
    する、請求項８〜１２のいずれか一つの請求項に記載の
    方法。
  15. 【請求項１５】前記セラミック粗粒を成形して一次成形
    体を得、この一次成形体を前記セラミック微粒と共に加
    圧成形することによって二次成形体を得、この二次成形
    体を前記加圧焼結に供することを特徴とする、請求項８
    〜１４のいずれか一つの請求項に記載の方法。
  16. 【請求項１６】前記セラミック粗粒を支持体上で形成す
    ることによって、前記一次成形体と前記支持体との積層
    体を得ることを特徴とする、請求項１５記載の方法。
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