JP2003277169A - セラミックス - Google Patents
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- JP2003277169A JP2003277169A JP2002085364A JP2002085364A JP2003277169A JP 2003277169 A JP2003277169 A JP 2003277169A JP 2002085364 A JP2002085364 A JP 2002085364A JP 2002085364 A JP2002085364 A JP 2002085364A JP 2003277169 A JP2003277169 A JP 2003277169A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁器質基材の表面に溶射層を有するセラミッ
クスにおいて、基材の強度を低下させることなく基材に
対する溶射層の接着性が極めて優れているセラミックス
を提供することを目的とする。 【解決手段】 磁器質の基材の表面に溶射層を有するセ
ラミックスにおいて、基材表面に溶射層の接着性を向上
させるための粗粒子層を有することを特徴とするセラミ
ックスである。基材表面は粗粒子層の存在により、鋭い
凹凸を有しているため、ブラスト処理を行わなくても溶
射層の強固な接着性が得られる。
クスにおいて、基材の強度を低下させることなく基材に
対する溶射層の接着性が極めて優れているセラミックス
を提供することを目的とする。 【解決手段】 磁器質の基材の表面に溶射層を有するセ
ラミックスにおいて、基材表面に溶射層の接着性を向上
させるための粗粒子層を有することを特徴とするセラミ
ックスである。基材表面は粗粒子層の存在により、鋭い
凹凸を有しているため、ブラスト処理を行わなくても溶
射層の強固な接着性が得られる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁器質の基材表面
に溶射層を有するセラミックスに関するものであり、基
材に対する溶射層の接着性が極めてすぐれているセラミ
ックスを提供するものである。 【０００２】 【従来の技術】磁器質の基材の表面に溶射層を有するセ
ラミックスは、電子部品焼成用の道具材等に使用されて
いる。磁器質基材の表面に溶射層を形成する場合、接着
性を確保する目的で基材表面をブラスト処理すること場
合がある。ブラスト処理により凹凸状となった表面に溶
射を行うとアンカー効果により溶射層の接着性が向上す
るためである。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】磁器質基材にブラスト
処理を行う場合、より大きい効果を得ようとすれば、ブ
ラストの圧力を高くして粗面化の度合いを大きくする必
要があるが、高圧のブラスト処理によって基材が破損し
たり、欠陥導入による基材の強度劣化を生じる危険性が
ある。また、ブラストが均一に行われず、溶射層の接着
性が安定しないという問題もあった。さらに、基材の形
状が板状、棒状と多岐にわたる場合には、形状別にブラ
スト用の治具を用意する必要があり作業の煩雑さやコス
ト高を招く問題もあった。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題を
解決するために鋭意検討を重ね、磁器質基材にブラスト
処理を行わずに、簡便な方法で基材表面に粗粒子層を形
成した後、溶射層を形成したセラミックスを開発するこ
とに成功した。即ち、本発明は磁器質の基材表面に溶射
層を有するセラミックスにおいて、基材表面に溶射層の
接着性を向上させる粗粒子層を有することを特徴とする
セラミックスである。 【０００５】本発明は基材の形状に制約されない。基材
形状が平板状だけでなく、棒状あるいは管状であっても
適用可能である。 【０００６】本発明のセラミックスにおいて、基材およ
び溶射層の接着性を向上させる粗粒子層の材質は特に限
定されるものではなく、溶射層の材質にとって相性の良
い材質を選定すればよい。即ち、溶射層と同材質、反応
しない材質が好ましく、反応して溶射層材質に影響を及
ぼすような材質は避けるべきである。 【０００７】本発明のセラミックスにおいて、表面の溶
射層はセラミックスの用途によりその材質を選定する。
通常の溶射に使用されるセラミック粉末が使用できる
が、例えば、アルミナ、ムライト、ジルコニア、スピネ
ルその他の酸化物等が使用できる。 【０００８】 【発明の実施の形態】本発明において、磁器質の基材は
一般的なセラミックスと同様に既知の方法で成形する。
成形方法としては押出成形、鋳込成形、射出成形、加圧
成形などの方法があげられる。所望の材質の原料と結合
剤とを混練し、基材の形状に適した成形方法により成形
する。混練物の性状は成形方法により好適な粘性に調整
する。 【０００９】基材材質はセラミックスの使用用途によっ
て適宜選択すればよい。例えば電子部品焼成用の道具材
に使用する場合は耐熱衝撃性に優れる材質としてアルミ
ナ質、ムライト質、炭化ケイ素質、窒化ケイ素質等が挙
げられる。 【００１０】本発明のセラミックスは基材の表面に溶射
層の接着性を向上させるための粗粒子層を有する事が特
徴である。粗粒子層を形成する方法は特に限定されるも
のではない。例えば、成形体の表面に適当な糊材を被覆
した後、粗粒子をまぶすことにより粗粒子層を形成でき
る。この場合、成形体は乾燥前でもよいし乾燥後でも可
能である。前記糊材は基材性状を損なわないものであれ
ば特に限定されるものではなく、その形態も液状、ペー
スト状等のものが使用できる。成形体表面に均一に粗粒
子をまぶすためには液状の糊材が好ましく、アルコール
等の有機物、水等が扱いやすく特に好ましい。乾燥前の
成形体表面が適当に濡れており、粗粒子が成形体に付着
しやすい状態であれば糊材を使用せずに粗粒子をまぶし
てもよい。 【００１１】成形体表面にまぶす粗粒子の材質は特に限
定されるものではないが、成形体の材質と相性の良い材
質を使用することが好ましい。成形体がアルミナまたは
／およびムライト質の場合は粗粒子もアルミナまたは／
およびムライト質とすることが好ましい。また粗粒子の
粒径も特に限定されるものではなく、例えば２０〜５０
０μｍの範囲の粒径のものを使用する。 【００１２】成形体表面にまぶした粗粒子は溶射層の接
着性を向上させるアンカー効果を奏するものであり、成
形体表面に均一に過不足無く存在することが望ましい。
成形体表面に糊材を被覆させた後に粗粒子をまぶす場合
は概して粗粒子が過剰に付着しやすい。従って、粗粒子
を付着させた成形体を乾燥させ、その後余分な粗粒子を
取り除くことが望ましい。粗粒子が過剰に存在すると、
この上に形成する溶射層の接着性に悪影響を及ぼし、ま
た溶射層が均一に生成されないため好ましくない。 【００１３】過剰な粗粒子を除去した後、成形体を焼成
して基材を得る。焼成された基材は表面に粗粒子層が存
在するため、鋭い凹凸を有しており、ブラスト処理を行
わなくても溶射層の強固な接着が得られる。ブラスト処
理を行わないことにより、基材に欠陥を導入することな
く、また基材強度の低下を招くことなく、溶射層を形成
することが可能である。 【００１４】本発明のセラミックスは、成形体表面に粗
粒子層を形成させた上に溶射層を形成して製造される。
溶射は通常のセラミックス溶射が適用できるが、ジルコ
ニアやアルミナを溶射する場合はプラズマ溶射が好まし
い。基材表面に所望の厚さに溶射層を形成させ、本発明
のセラミックスが得られる。 【００１５】 【実施例】本発明を実施例により説明する。 実施例１：最大粒径１μmで粒度調整したアルミナ質原
料に結合剤としてメチルセルロースを１２wt％添加した
混練物を押出成形機に装入し、直径５mm、長さ２５０mm
の棒状の成形体を得た。成形体に水を付け、粒径１００
μmのアルミナ粗粒をまぶした。粗粒が付着した成形体
を乾燥後、過剰に付着したアルミナ粗粒を除去し、１６
００℃で焼成し基材を得た。この基材に通常溶射原料と
して用いられる粒度のジルコニア粒を溶射し棒状の磁器
質セラミックスを得た。この棒状の磁器質セラミックス
を１４００℃に加熱し１時間保持後に冷却するという加
熱−冷却サイクルを２０回繰り返した後に観察したとこ
ろ、溶射層には何ら異常なく良好な接着性を示してい
た。この棒状のセラミックスにリング状バリスタを多数
通し、バリスタの焼成を行ったところ、バリスタと棒状
セラミックスとの反応は認められず、棒状セラミックス
の溶射層には全く異常なく、繰り返し焼成処理に使用で
きる状態であった。また、焼成したリング状バリスタは
所望の特性を有するものが得られた。 【００１６】実施例２ ： 最大粒径１μmで粒度調整
したアルミナ−ムライト質原料に結合剤としてメチルセ
ルロースを１５wt％添加した混練物を用い鋳込み成形に
より、１５０mm角で厚さ２mmの板状の成形体を得た。成
形体に水を付け、粒径１００μmのアルミナ粗粒をまぶ
した。粗粒が付着した成形体を乾燥後、過剰に付着した
アルミナ粗粒を除去し、１６００℃で焼成し基材を得
た。この基材に通常の溶射原料として用いる粒度のアル
ミナ粒を溶射し板状の磁器質セラミックスを得た。この
板状のセラミックスにチタン酸バリウムを主成分とし、
微量の低融点成分を含む誘電体の焼成を行ったところ、
誘電体と板状セラミックスとの反応は認められず、また
板状セラミックスの溶射層には全く異常なく、繰り返し
焼成処理に使用できる状態であった。また、焼成した誘
電体は所望の特性を有するものが得られた。 【００１７】実施例３ ： 最大粒径１μmで粒度調整
したムライト質粉末に対し、水３０wt％、アクリル系オ
リゴマー０．７wt％の割合の混合物をボールミルで２４
時間混合して調整したスリップを鋳込み型に鋳込み、１
５０mm角で厚さ２mmの板状の成形体を得た。この成形体
に水を付け、粒径１００μmのアルミナ粗粒をまぶし
た。粗粒が付着した成形体を乾燥後、過剰に付着したア
ルミナ粗粒を除去し、１７００℃で焼成し基材を得た。
この基材に通常の溶射原料として用いる粒度のジルコニ
ア粒を溶射し板状の磁器質セラミックスを得た。この板
状のセラミックスにチタン酸バリウムを主成分とし、微
量の低融点成分を含む誘電体の焼成を行ったところ、誘
電体と板状セラミックスとの反応は認められず、また板
状セラミックスの溶射層には全く異常なく、繰り返し焼
成処理に使用できる状態であった。また、焼成した誘電
体は所望の特性を有するものが得られた。 【００１８】比較例１：実施例１と同様の棒状の成形体
を焼成後、ブラスト処理をした基材に通常の溶射原料と
して用いる粒度のジルコニア粒を溶射し棒状の磁器質セ
ラミックスを得た。この棒状の磁器質セラミックスを１
４００℃に加熱し１時間保持後に冷却するという加熱−
冷却サイクルを繰り返し行ったところ、３回後に溶射層
の剥離が認められた。この棒状のセラミックスにリング
状バリスタを多数通し、バリスタの焼成を行ったとこ
ろ、棒状のセラミックスが大きく変形し、繰り返しての
使用は不可能な状態であった。また、一部溶射層の剥離
が認められた。変形した棒状セラミックスの内部組織を
調査したところ、ブラストに起因すると目される欠陥が
多数認められ、組織強度も低いものであり、この欠陥が
変形を招いたと推察された。 【００１９】 【発明の効果】本発明のセラミックスによれば、基材の
強度を低下させることなく、溶射層の接着性が大幅に向
上しているため、例えば電子部品焼成用道具材として使
用した場合、変形や溶射層の剥離を生じることなく、繰
り返し使用可能であり、電子部品の生産性向上、生産コ
ストの引き下げに大きく寄与できる。
に溶射層を有するセラミックスに関するものであり、基
材に対する溶射層の接着性が極めてすぐれているセラミ
ックスを提供するものである。 【０００２】 【従来の技術】磁器質の基材の表面に溶射層を有するセ
ラミックスは、電子部品焼成用の道具材等に使用されて
いる。磁器質基材の表面に溶射層を形成する場合、接着
性を確保する目的で基材表面をブラスト処理すること場
合がある。ブラスト処理により凹凸状となった表面に溶
射を行うとアンカー効果により溶射層の接着性が向上す
るためである。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】磁器質基材にブラスト
処理を行う場合、より大きい効果を得ようとすれば、ブ
ラストの圧力を高くして粗面化の度合いを大きくする必
要があるが、高圧のブラスト処理によって基材が破損し
たり、欠陥導入による基材の強度劣化を生じる危険性が
ある。また、ブラストが均一に行われず、溶射層の接着
性が安定しないという問題もあった。さらに、基材の形
状が板状、棒状と多岐にわたる場合には、形状別にブラ
スト用の治具を用意する必要があり作業の煩雑さやコス
ト高を招く問題もあった。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題を
解決するために鋭意検討を重ね、磁器質基材にブラスト
処理を行わずに、簡便な方法で基材表面に粗粒子層を形
成した後、溶射層を形成したセラミックスを開発するこ
とに成功した。即ち、本発明は磁器質の基材表面に溶射
層を有するセラミックスにおいて、基材表面に溶射層の
接着性を向上させる粗粒子層を有することを特徴とする
セラミックスである。 【０００５】本発明は基材の形状に制約されない。基材
形状が平板状だけでなく、棒状あるいは管状であっても
適用可能である。 【０００６】本発明のセラミックスにおいて、基材およ
び溶射層の接着性を向上させる粗粒子層の材質は特に限
定されるものではなく、溶射層の材質にとって相性の良
い材質を選定すればよい。即ち、溶射層と同材質、反応
しない材質が好ましく、反応して溶射層材質に影響を及
ぼすような材質は避けるべきである。 【０００７】本発明のセラミックスにおいて、表面の溶
射層はセラミックスの用途によりその材質を選定する。
通常の溶射に使用されるセラミック粉末が使用できる
が、例えば、アルミナ、ムライト、ジルコニア、スピネ
ルその他の酸化物等が使用できる。 【０００８】 【発明の実施の形態】本発明において、磁器質の基材は
一般的なセラミックスと同様に既知の方法で成形する。
成形方法としては押出成形、鋳込成形、射出成形、加圧
成形などの方法があげられる。所望の材質の原料と結合
剤とを混練し、基材の形状に適した成形方法により成形
する。混練物の性状は成形方法により好適な粘性に調整
する。 【０００９】基材材質はセラミックスの使用用途によっ
て適宜選択すればよい。例えば電子部品焼成用の道具材
に使用する場合は耐熱衝撃性に優れる材質としてアルミ
ナ質、ムライト質、炭化ケイ素質、窒化ケイ素質等が挙
げられる。 【００１０】本発明のセラミックスは基材の表面に溶射
層の接着性を向上させるための粗粒子層を有する事が特
徴である。粗粒子層を形成する方法は特に限定されるも
のではない。例えば、成形体の表面に適当な糊材を被覆
した後、粗粒子をまぶすことにより粗粒子層を形成でき
る。この場合、成形体は乾燥前でもよいし乾燥後でも可
能である。前記糊材は基材性状を損なわないものであれ
ば特に限定されるものではなく、その形態も液状、ペー
スト状等のものが使用できる。成形体表面に均一に粗粒
子をまぶすためには液状の糊材が好ましく、アルコール
等の有機物、水等が扱いやすく特に好ましい。乾燥前の
成形体表面が適当に濡れており、粗粒子が成形体に付着
しやすい状態であれば糊材を使用せずに粗粒子をまぶし
てもよい。 【００１１】成形体表面にまぶす粗粒子の材質は特に限
定されるものではないが、成形体の材質と相性の良い材
質を使用することが好ましい。成形体がアルミナまたは
／およびムライト質の場合は粗粒子もアルミナまたは／
およびムライト質とすることが好ましい。また粗粒子の
粒径も特に限定されるものではなく、例えば２０〜５０
０μｍの範囲の粒径のものを使用する。 【００１２】成形体表面にまぶした粗粒子は溶射層の接
着性を向上させるアンカー効果を奏するものであり、成
形体表面に均一に過不足無く存在することが望ましい。
成形体表面に糊材を被覆させた後に粗粒子をまぶす場合
は概して粗粒子が過剰に付着しやすい。従って、粗粒子
を付着させた成形体を乾燥させ、その後余分な粗粒子を
取り除くことが望ましい。粗粒子が過剰に存在すると、
この上に形成する溶射層の接着性に悪影響を及ぼし、ま
た溶射層が均一に生成されないため好ましくない。 【００１３】過剰な粗粒子を除去した後、成形体を焼成
して基材を得る。焼成された基材は表面に粗粒子層が存
在するため、鋭い凹凸を有しており、ブラスト処理を行
わなくても溶射層の強固な接着が得られる。ブラスト処
理を行わないことにより、基材に欠陥を導入することな
く、また基材強度の低下を招くことなく、溶射層を形成
することが可能である。 【００１４】本発明のセラミックスは、成形体表面に粗
粒子層を形成させた上に溶射層を形成して製造される。
溶射は通常のセラミックス溶射が適用できるが、ジルコ
ニアやアルミナを溶射する場合はプラズマ溶射が好まし
い。基材表面に所望の厚さに溶射層を形成させ、本発明
のセラミックスが得られる。 【００１５】 【実施例】本発明を実施例により説明する。 実施例１：最大粒径１μmで粒度調整したアルミナ質原
料に結合剤としてメチルセルロースを１２wt％添加した
混練物を押出成形機に装入し、直径５mm、長さ２５０mm
の棒状の成形体を得た。成形体に水を付け、粒径１００
μmのアルミナ粗粒をまぶした。粗粒が付着した成形体
を乾燥後、過剰に付着したアルミナ粗粒を除去し、１６
００℃で焼成し基材を得た。この基材に通常溶射原料と
して用いられる粒度のジルコニア粒を溶射し棒状の磁器
質セラミックスを得た。この棒状の磁器質セラミックス
を１４００℃に加熱し１時間保持後に冷却するという加
熱−冷却サイクルを２０回繰り返した後に観察したとこ
ろ、溶射層には何ら異常なく良好な接着性を示してい
た。この棒状のセラミックスにリング状バリスタを多数
通し、バリスタの焼成を行ったところ、バリスタと棒状
セラミックスとの反応は認められず、棒状セラミックス
の溶射層には全く異常なく、繰り返し焼成処理に使用で
きる状態であった。また、焼成したリング状バリスタは
所望の特性を有するものが得られた。 【００１６】実施例２ ： 最大粒径１μmで粒度調整
したアルミナ−ムライト質原料に結合剤としてメチルセ
ルロースを１５wt％添加した混練物を用い鋳込み成形に
より、１５０mm角で厚さ２mmの板状の成形体を得た。成
形体に水を付け、粒径１００μmのアルミナ粗粒をまぶ
した。粗粒が付着した成形体を乾燥後、過剰に付着した
アルミナ粗粒を除去し、１６００℃で焼成し基材を得
た。この基材に通常の溶射原料として用いる粒度のアル
ミナ粒を溶射し板状の磁器質セラミックスを得た。この
板状のセラミックスにチタン酸バリウムを主成分とし、
微量の低融点成分を含む誘電体の焼成を行ったところ、
誘電体と板状セラミックスとの反応は認められず、また
板状セラミックスの溶射層には全く異常なく、繰り返し
焼成処理に使用できる状態であった。また、焼成した誘
電体は所望の特性を有するものが得られた。 【００１７】実施例３ ： 最大粒径１μmで粒度調整
したムライト質粉末に対し、水３０wt％、アクリル系オ
リゴマー０．７wt％の割合の混合物をボールミルで２４
時間混合して調整したスリップを鋳込み型に鋳込み、１
５０mm角で厚さ２mmの板状の成形体を得た。この成形体
に水を付け、粒径１００μmのアルミナ粗粒をまぶし
た。粗粒が付着した成形体を乾燥後、過剰に付着したア
ルミナ粗粒を除去し、１７００℃で焼成し基材を得た。
この基材に通常の溶射原料として用いる粒度のジルコニ
ア粒を溶射し板状の磁器質セラミックスを得た。この板
状のセラミックスにチタン酸バリウムを主成分とし、微
量の低融点成分を含む誘電体の焼成を行ったところ、誘
電体と板状セラミックスとの反応は認められず、また板
状セラミックスの溶射層には全く異常なく、繰り返し焼
成処理に使用できる状態であった。また、焼成した誘電
体は所望の特性を有するものが得られた。 【００１８】比較例１：実施例１と同様の棒状の成形体
を焼成後、ブラスト処理をした基材に通常の溶射原料と
して用いる粒度のジルコニア粒を溶射し棒状の磁器質セ
ラミックスを得た。この棒状の磁器質セラミックスを１
４００℃に加熱し１時間保持後に冷却するという加熱−
冷却サイクルを繰り返し行ったところ、３回後に溶射層
の剥離が認められた。この棒状のセラミックスにリング
状バリスタを多数通し、バリスタの焼成を行ったとこ
ろ、棒状のセラミックスが大きく変形し、繰り返しての
使用は不可能な状態であった。また、一部溶射層の剥離
が認められた。変形した棒状セラミックスの内部組織を
調査したところ、ブラストに起因すると目される欠陥が
多数認められ、組織強度も低いものであり、この欠陥が
変形を招いたと推察された。 【００１９】 【発明の効果】本発明のセラミックスによれば、基材の
強度を低下させることなく、溶射層の接着性が大幅に向
上しているため、例えば電子部品焼成用道具材として使
用した場合、変形や溶射層の剥離を生じることなく、繰
り返し使用可能であり、電子部品の生産性向上、生産コ
ストの引き下げに大きく寄与できる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 磁器質の基材の表面に溶射層を有するセ
ラミックスにおいて、基材表面に溶射層の接着性を向上
させるための粗粒子層を有することを特徴とするセラミ
ックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002085364A JP2003277169A (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | セラミックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002085364A JP2003277169A (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | セラミックス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003277169A true JP2003277169A (ja) | 2003-10-02 |
Family
ID=29232354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002085364A Pending JP2003277169A (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | セラミックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003277169A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9573843B2 (en) | 2013-08-05 | 2017-02-21 | Corning Incorporated | Polymer edge-covered glass articles and methods for making and using same |
| KR20170139084A (ko) | 2015-04-21 | 2017-12-18 | 도카로 가부시키가이샤 | 기재의 조면화(粗面化)방법, 기재의 표면처리방법, 용사 피막 피복부재의 제조방법 및 용사 피막 피복부재 |
-
2002
- 2002-03-26 JP JP2002085364A patent/JP2003277169A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9573843B2 (en) | 2013-08-05 | 2017-02-21 | Corning Incorporated | Polymer edge-covered glass articles and methods for making and using same |
| KR20170139084A (ko) | 2015-04-21 | 2017-12-18 | 도카로 가부시키가이샤 | 기재의 조면화(粗面化)방법, 기재의 표면처리방법, 용사 피막 피복부재의 제조방법 및 용사 피막 피복부재 |
| US11131014B2 (en) | 2015-04-21 | 2021-09-28 | Tocalo Co., Ltd. | Method for roughening surface of substrate, method for treating surface of substrate, method for producing thermal spray-coated member, and thermal spray-coated member |
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