JP2005041746A

JP2005041746A - セラミック焼結体

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Publication number: JP2005041746A
Application number: JP2003278865A
Authority: JP
Inventors: Hirotake Yamada; 裕丈山田
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2005-02-17
Also published as: US20050019553A1

Abstract

【課題】相間の剥離やクラックのない半導体製造部材等に優れた第一相と第二相を備えた複合セラミック焼結体を提供する。
【解決手段】複合セラミック焼結体の第一相の厚さＴＡは第二相の厚さＴＢよりも厚く、また、第一相を構成する粒子の８０％以上の径が０．２〜３μｍの範囲内にあり、第二相を構成する粒子の８０％以上の径が０．３〜３μｍの範囲内にあるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明はセラミック焼結体に関するものである。

スーパークリーン状態を必要とする半導体製造装置では、デポジション用ガス、エッチング用ガス、及びクリーニング用ガスとして、塩素系ガス、及びフッ素系ガスなどのハロゲン系腐食性ガスが使用されている。例えば、熱ＣＶＤ装置などの半導体製造装置においては、デポジション後にＣｌＦ_３、ＮＦ_３、ＣＦ_４、ＨＦ、及びＨＣｌなどのハロゲン系腐食性ガスからなる半導体クリーニングガスを用いている。また、デポジションの段階でも、ＷＦ_６、ＳｉＨ_２Ｃｌ_２などのハロゲン系腐食性ガスを成膜用ガスとして使用している。

従って、半導体製造装置用部材、例えば装置内に収容する部材や、チャンバーの内壁面には、ハロゲンガスやそのプラズマに対する耐食性が高く、長期間にわたって安定した被膜を形成することが望まれる。

本出願人は、特許文献１において、基体表面にイットリウム−アルミニウム・ガーネット膜を溶射法によって形成することで、ハロゲンガスのプラズマに対して高い耐食性を付与し、パーティクルの発生を抑制できることを開示した。
特願２００１−１１０１３６号明細書

しかし、この膜には次の問題点が生ずる場合があった。即ち、溶射法によっては、厚さが一定の膜を形成することが難しく、得られた溶射膜の厚さには場所によってかなりのバラツキが発生する。膜の厚さが変動すると、膜の特性、例えば熱伝導が変動したり、膜内の応力分布が発生し、剥がれ等の原因になるおそれがある。また、溶射法では、ある程度以上の厚さの膜を形成することが難しい。例えば厚さ０．５ｍｍ以上の膜を形成することはきわめて困難である。

本発明の課題は、少なくとも第一相と第二相とを備えており、第一相と第二相との間に境界が設けられている複合焼結体において、厚いセラミック相を形成できるようにすることであり、第一相と第二相との剥離やクラックを防止することである。

第一の態様に係る発明は、第一相と第二相とを備えているセラミック焼結体であって、第一相と第二相とが接しており、第一相の厚さが第二相の厚さよりも大きく、第一相を構成する粒子の８０％以上の径が０．２〜３μｍの範囲内にあり、第二相を構成する粒子の８０％以上の径が０．３〜３μｍの範囲内にあることを特徴とする。

また、第二の態様に係る発明は、第一相と第二相とを備えているセラミック焼結体であって、第一相と第二相とが接しており、第一相の破壊強度が第二相の破壊強度よりも大きく、第一相を構成する粒子の８０％以上の径が０．２〜３μｍの範囲内にあり、第二相を構成する粒子の８０％以上の径が０．３〜３μｍの範囲内にあることを特徴とする。

本発明者は、第一相と第二相とを備えているセラミック焼結体において、厚さまたは破壊強度が高い第一相において、粒子の８０％以上の径が０．２〜３μｍの範囲内に入るようにすると共に、これと隣接する第二相を構成する粒子の８０％以上の径が０．３〜３μｍの範囲内に入るようにする。これによって、厚い第二相を形成できると共に、第二相の第一相からの剥離やクラックを防止することができる。

本発明において、第一相、第二相の形態は特に限定されない。好適な実施形態においては、図１（ａ）に示すように、基体３と膜２とが積層されている。この場合には、基体３が第一相であり、膜２が第二相である。また、図１（ｂ）に示すように、第一相１３と第二相１２とがともに塊状であって、互いに一体化されている場合を含む。

本発明の複合焼結体は、第一相、第二相の他に、一つまたは複数の焼結体相を備えていて良い。これら他の焼結体相の形態は限定されないが、第一相、第二相と積層されていることが好ましい。また、他の焼結体相は、第一相と隣接していてよく、第二相と隣接していてよく、第一相および第二相の両方と隣接していてよい。

第一の態様においては、第一相の厚さが第二相の厚さよりも大きい。ここで、第一相、第二相の厚さとは、第一相と第二相との境界に対して略垂直な方向の寸法を言うものとする。例えば、図１（ａ）の例では、第一相３と第二相２との境界４に対して略垂直方向の寸法ＴＡ、ＴＢを、各相の厚さとする。また、図２（ｂ）の例では、第一相１３と第二相１２との境界４に対して略垂直方向の寸法ＴＡ、ＴＢを、各相の厚さとする。

第一の態様においては、第一相の厚さは、成形体の取り扱いのし易さという観点からは０．５ｍｍ以上であることが好ましく、１ｍｍ以上であることが更に好ましく、５ｍｍ以上であることが一層好ましい。第一相の厚さには上限はない。しかし、第一相の焼結性を考慮すると、３次元的に最も薄くなる方向の厚さが100mm以下である事が好ましい。

第一の態様においては、第二相の厚さは、第二相の特性を発揮させるという観点からは０．５ｍｍ以上であることが好ましい。第二相の厚さには上限は特にない。また、第一相の厚さと第二相の厚さとの合計厚さは１ｍｍ以上であることが好ましい。この上限は特にないが、例えば１００ｍｍ以下であり、好ましくは３０ｍｍ以下である。また、第一相の厚さと第二相の厚さとの比（第一相の厚さ／第二相の厚さ）は２以上であることが好ましく、５以上であることがさらに好ましい。

第二の態様においては、第一相、第二相の破壊強度は、第一相と第二相とを分離した後の単独での破壊強度を意味する。

第一、第二の態様に係る発明においては、第一相を構成する粒子の８０％以上の径が０．２〜３μｍの範囲内にある。本発明の観点からは、第一相を構成する粒子の９０％以上の径が０．２〜３μｍの範囲内にあることが更に好ましい。また、第一、第二の態様に係る発明においては、第二相を構成する粒子の８０％以上の径が０．３〜３μｍの範囲内にある。本発明の観点からは、第二相を構成する粒子の９０％以上の径が０．３〜３μｍの範囲内にあることが更に好ましい。

第一相の材質と第二相の材質とは同じであってよく、異なっていても良い。しかし、第一相の材質と第二相の材質とは互いに異なっていることが好ましい。

第一相、第二相を構成する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；弗化ベリリウム、弗化マグネシウム、弗化カルシウム、弗化ストロンチウム、弗化バリウム等の弗化物系セラミックスを例示できる。

本発明は、以下の材質の複合焼結体に対して特に好適である。即ち、第一相と第二相との一方がアルミナを含むセラミックスであり、他方がイットリア・アルミナ複合酸化物を含むセラミックスである。

イットリア−アルミナ複合酸化物を含むセラミックスにおいて、この複合酸化物は以下のものを含む。
（１）Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２（ＹＡＧ：３Ｙ_２Ｏ_３・５Ａｌ_２Ｏ_３）
イットリアとアルミナとを３：５の割合で含有し、ガーネット結晶構造を有する。
（２）ＹＡｌＯ_３（ＹＡＬ：Ｙ_２Ｏ_３・Ａｌ_２Ｏ_３）。ペロブスカイト結晶構造。
（３）Ｙ_４Ａｌ_２Ｏ_９（ＹＡＭ：２Ｙ_２Ｏ_３・Ａｌ_２Ｏ_３）。単斜晶系。

イットリア−アルミナ複合酸化物以外に、添加成分や不純物が含まれていて良い。しかし、イットリア−アルミナ複合酸化物以外の成分の割合は１０重量％以下であることが好ましい。

また、前記のアルミナを含むセラミックス中には、上述したイットリア−アルミナ複合酸化物、スピネル型化合物、ジルコニウム化合物、希土類化合物が含有されていてよい。この場合、イットリア−アルミナ複合酸化物、スピネル型化合物、ジルコニウム化合物、希土類化合物の含有量が多すぎると、熱伝導および材質強度の低下を招くため、含有量は合計で１０重量％以下が好ましく、３重量％から７重量％がさらに好ましい。

アルミナを含むセラミックス、イットリア−アルミナ複合酸化物のいずれにおいても、第三成分の粉末が含まれていて良い。こうした第三成分は、ガーネット相においてイットリアまたはアルミナを置換するような成分であることが好ましい。こうした成分としては、以下を例示できる。
Ｌａ_２Ｏ_３、Ｐｒ_２Ｏ_３、Ｎｄ_２Ｏ_３、Ｓｍ_２Ｏ_３、Ｅｕ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｔｂ_２Ｏ_３、Ｄｙ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、Ｅｒ_２Ｏ_３、Ｔｍ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＺｒＯ_２、ＣｅＯ_２、ＳｉＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３

本発明の複合焼結体は、第一相と第二相との境界の面積が大きい場合でも、第一相と第二相との間で剥離が発生しにくいという特徴を有しており、これによって大面積の複合焼結体の製造に適している。本発明による方法では、第一相と第二相との境界の面積が、１００ｃｍ^２以上の複合体も製造が可能であり、例えば６４００ｃｍ^２のものも製造可能である。

第一、第二の態様に係る発明においては、少なくとも第一相と第二相とを備えており、第一相と第二相との間に境界が設けられている複合焼結体を製造する。この焼結体の製法は特に限定されない。以下は本焼結体の製法の好適例を述べる。

第一相、第二相の成形方法は限定されないが、ゲルキャスト法、コールドアイソスタティックプレス法、スリップキャスト法、スラリーディップ法、ドクターブレード法、射出成形法を例示できる。また、第一相と第二相との成形の順序も限定されない。

好適な実施形態においては、第一相と第二相との一方または両方をゲルキャスト法によって成形する。以下にこの実施形態に係る好適例について述べる。

ここで、焼結可能な無機物の粉体、分散媒およびゲル化剤を含むスラリーを注型し、このスラリーをゲル化させることにより固化することによって少なくとも第一相を成形して複合成形体を得る。

この成形方法は、いわゆるゲルキャスト法と呼ばれるものである。ゲルキャスト法は、セラミック、金属の粉体、分散媒、及びゲル化剤を含むスラリーを注型した後に、このスラリーを温度条件や架橋剤の添加等によりゲル化させることにより固化して成形体を得る粉体成形体の製造方法である。

このようなゲルキャスト法は、粉末成形体の製造方法としては知られている。しかし、第一相成形部と第二相成形部とを有する複合成形体の成形に際して、第一相と第二相との一方をゲルキャスト法によって成形することは知られていない。そして、こうして得られた複合成形体を共焼結させることによって、複合焼結体を得ることも知られていない。

好適例においては、図２に示すように、第二相を先に成形できる。即ち、第二相をゲルキャスト法または他の方法によって成形する。そして、第一相の材料を秤量し、湿式混合し、攪拌してスラリーを製造する。そして、第二相の成形体を型中に入れ、第一相用のスラリーを注型し、硬化させ、複合成形体を製造する。そして、この複合成形体を離型し、脱溶媒、脱脂、焼成する。

また、図３に示すように、先に第一相を成形できる。即ち、第一相用の材料を秤量し、湿式混合、攪拌してスラリーを得る。この第一相用スラリーを注型し、硬化させ、第一相成形部を得る。第一相成形部を離型し、第二相を成形して複合成形体を得る。

特に好ましくは、図４に示すように、第二相をゲルキャスト法によって成形した後、第二相成形部が収容されている型中に第一相用スラリーを注型し、ゲルキャスト成形する。この場合には、複合焼結体の寸法精度が特に高くなり、かつ複合焼結体において第一相と第二相との剥離強度が特に高くなる。

ゲルキャスト法は、以下の方法を例示できる。
（１）無機物粉体とともに、ゲル化剤となるポリビニルアルコール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等のプレポリマーを分散媒中に分散してスラリーを調製し、注型後、架橋剤により三次元的に架橋してゲル化させることにより、スラリーを固化させる。
（２）反応性官能基を有する有機分散媒とゲル化剤とを化学結合させることにより、スラリーを固化させる。この方法は、本出願人の特開２００１−３３５３７１号公報に記載されている。

この方法においては、２以上の反応性官能基を有する有機分散媒を使用することが好ましい。また、全分散媒のうち６０質量％以上が、反応性官能基を有する有機分散媒であることが好ましい。

反応性官能基を有する有機分散媒の２０℃における粘度が２０ｃｐｓ以下であることが好ましく、ゲル化剤の２０℃における粘度が３０００ｃｐｓ以下であることが好ましい。具体的には、２以上のエステル基を有する有機分散媒と、イソシアナート基、及び／又はイソチオシアナート基を有するゲル化剤とを化学結合させることによりスラリーを固化することが好ましい。

有機分散媒は、ゲル化剤と化学結合し、スラリーを固化可能な液状物質であること、及び注型が容易な高流動性のスラリーを形成できる液状物質であること、の２条件を満たすことが必要である。

ゲル化剤と化学結合し、スラリーを固化するためには、反応性官能基、即ち水酸基、カルボキシル基、アミノ基のようなゲル化剤と化学結合を形成し得る官能基を分子内に有していることが必要である。

前記有機分散媒は少なくとも１の反応性官能基を有するものであれば足りるが、より充分な固化状態を得るためには、２以上の反応性官能基を有する有機分散媒を使用することが好ましい。

２以上の反応性官能基を有する液状物質としては、例えば多価アルコール（エチレングリコールのようなジオール類、グリセリンのようなトリオール類等）、多塩基酸（ジカルボン酸類等）が考えられる。

尚、分子内の反応性官能基は必ずしも同種の官能基である必要はなく、異なる官能基であってもよい。また、反応性官能基はポリエチレングリコールのように多数あってもよい。

一方、注型が容易な高流動性のスラリーを形成するためには、可能な限り粘性の低い液状物質を使用することが好ましく、特に２０℃における粘度が２０ｃｐｓ以下の物質を使用することが好ましい。

既述の多価アルコールや多塩基酸は水素結合の形成により粘性が高い場合があるため、たとえスラリーを固化することが可能であっても反応性分散媒として好ましくない場合がある。従って、多塩基酸エステル（例えば、グルタル酸ジメチル等）、多価アルコールの酸エステル（例えば、トリアセチン等）等の２以上のエステル基を有するエステル類を前記有機分散媒として使用することが好ましい。

エステル類は比較的安定ではあるものの、反応性が高いゲル化剤とであれば充分反応可能であり、粘性も低いため、上記２条件を満たすからである。特に、全体の炭素数が２０以下のエステルは低粘性であるため、反応性分散媒として好適に用いることができる。

この実施形態においては、非反応性分散媒を併用できる。この分散媒としては、エーテル、炭化水素、トルエン等が好ましい。

また、非反応性分散媒として有機化合物を用いる場合であっても、ゲル化剤との反応効率を確保する観点からは、全分散媒のうち、反応性分散媒を６０質量％以上含有させることが好ましく、８５質量％以上含有させることがより好ましい。

反応性のゲル化剤の例は、特開２００１−３３５３７１号公報に記載されている。

具体的には、この反応性のゲル化剤は、分散媒と化学結合し、スラリーを固化可能な物質である。従って、ゲル化剤は、分子内に、分散媒と化学反応し得る反応性官能基を有するものであればよく、例えば、モノマー、オリゴマー、架橋剤の添加により三次元的に架橋するプレポリマー（例えば、ポリビニルアルコール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等）等のいずれであってもよい。

但し、前記反応性ゲル化剤は、スラリーの流動性を確保する観点から、粘性が低いもの、具体的には２０℃における粘度が３０００ｃｐｓ以下の物質を使用することが好ましい。

一般に平均分子量が大きなプレポリマー及びポリマーは、粘性が高いため、本発明では、これらより分子量が小さいもの、具体的には平均分子量（ＧＰＣ法による）が２０００以下のモノマー又はオリゴマーを使用することが好ましい。

尚、ここでの「粘度」とは、ゲル化剤自体の粘度（ゲル化剤が１００％の時の粘度）を意味し、市販のゲル化剤希釈溶液（例えば、ゲル化剤の水溶液等）の粘度を意味するものではない。

本発明におけるゲル化剤の反応性官能基は、反応性分散媒との反応性を考慮して適宜選択することが好ましい。例えば反応性分散媒として比較的反応性が低いエステル類を用いる場合は、反応性が高いイソシアナート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）、及び／又はイソチオシアナート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ）を有するゲル化剤を選択することが好ましい。

イソシアナート類はジオール類やジアミン類と反応させることが一般的であるが、ジオール類は既述の如く高粘性のものが多く、ジアミン類は反応性が高すぎて注型前にスラリーが固化してしまう場合がある。

このような観点からも、エステルからなる反応性分散媒と、イソシアナート基、及び／又はイソチオシアナート基を有するゲル化剤との反応によりスラリーを固化することが好ましく、より充分な固化状態を得るためには、２以上のエステル基を有する反応性分散媒と、イソシアナート基、及び／又はイソチオシアナート基を有するゲル化剤との反応によりスラリーを固化することが好ましい。

イソシアナート基、及び／又はイソチオシアナート基を有するゲル化剤としては、例えば、ＭＤＩ（４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート）系イソシアナート（樹脂）、ＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアナート）系イソシアネート（樹脂）、ＴＤＩ（トリレンジイソシアナート）系イソシアナート（樹脂）、ＩＰＤＩ（イソホロンジイソシアナート）系イソシアナート（樹脂）、イソチオシアナート（樹脂）等を挙げることができる。

また、反応性分散媒との相溶性等の化学的特性を考慮して、前述した基本化学構造中に他の官能基を導入することが好ましい。例えば、エステルからなる反応性分散媒と反応させる場合には、エステルとの相溶性を高めて、混合時の均質性を向上させる点から、親水性の官能基を導入することが好ましい。

尚、ゲル化剤分子内に、イソシアナート基又はイソチオシアナート基以外の反応性官能基を含有させてもよく、イソシアナート基とイソチオシアナート基が混在してもよい。さらには、ポリイソシアナートのように、反応性官能基が多数存在してもよい。

第一相、第二相用の成形用スラリーは、以下のようにして製造できる。
（１）分散媒に無機物粉体を分散してスラリーとした後、ゲル化剤を添加する。
（２）分散媒に無機物粉体及びゲル化剤を同時に添加して分散することによりスラリーを製造する。

注型時の作業性を考慮すると２０℃におけるスラリーの粘度は３００００ｃｐｓ以下であることが好ましく、２００００ｃｐｓ以下であることがより好ましい。スラリーの粘度は、既述した反応性分散媒やゲル化剤の粘度の他、粉体の種類、分散剤の量、スラリー濃度（スラリー全体体積に対する粉体体積％）によっても調整することができる。

但し、スラリー濃度が低すぎれば成形体密度が低下し、成形体の強度低下、乾燥・焼成時におけるクラックの発生や収縮率の増加に伴う変形等の問題を生ずる点において好ましくない。従って、通常は、スラリー濃度が２５〜７５体積％のものが好ましく、乾燥収縮によるクラックを少なくすることを考慮すると、３５〜７５体積％のものが更に好ましい。

尚、成形用スラリーには種々の添加剤、例えば分散媒とゲル化剤との反応を促進するための触媒、スラリー調製を容易にするための分散剤、消泡剤、界面活性剤、或いは焼結体特性を向上させるための焼結助剤等を加えることが可能である。

上記のようにして得られた複合成形体を焼結させることによって、本発明の複合焼結体が得られる。ここで、焼成温度、雰囲気、昇温速度、降温速度、最高温度での保持時間は、複合成形体を構成する材質によって決定されるべきものであるが、一般的に１３００〜２０００℃が好ましい。また、イットリア・アルミナ複合酸化物を含むセラミックスを焼成する場合には、１４００〜１７００℃とすることが好ましい。

図１（ａ）に示すような形状の複合焼結体１を製造した。本例では、第一相と第二相とをゲルキャスト法によって連続的に成形した。

具体的には、アルミナ粉末（住友電工株式会社製「ＡＥＳ−１１Ｃ）」１００重量部、グルタル酸ジメチル（反応性分散媒）２５重量部、脂肪族ポリイネシアネート（ゲル化剤）７重量部、トリエチルアミン５重量部およびポリマレイン酸共重合体０．５重量部をポットミル中で混合し、アルミナ基体用スラリーを得た。このスラリーを成形型に注型後、一定時間放置し、ゲル化させて固化することにより、アルミナ基体用の成形部を作製した。アルミナ基体の厚さの設計値は、表１に示すように変更した。アルミナ粉末１００重量％に対する８ｍｏｌ％イットリア安定化ジルコニア粉末の添加量は、表１に示すように変更した。

また、イットリウム−アルミニウム・ガーネット粉末１００重量部、グルタル酸ジメチル（反応性分散媒）２５重量部、脂肪族ポリイソシアネート７重量部、トリエチルアミン５重量部およびポリマレイン酸共重合体０．５重量部を秤量し、ポットミル中で混合分散させ、ＹＡＧ膜用スラリーを得た。このスラリーを成形型に注型し、硬化させ、ＹＡＧ膜用の成形部を得た。ＹＡＧ膜の厚さの設計値は、表１に示すように変更した。

得られた複合成形体を離型し、２５０℃で５時間熱処理して脱溶媒し、１０００℃で２時間熱処理して脱脂し、次いで１６００℃で６時間熱処理して焼成し、複合焼結体を得た。

得られた複合焼結体について、各相を構成する粒子の粒径を測定した。具体的には、各相の材料の破断面又は研磨断面の走査型電子顕微鏡写真を撮影した。縦横の倍率を均等に３０００倍から５０００倍に拡大し、最終的に像の大きさを縦２００ｍｍ以上、横１００ｍｍ以上とする。次いで、200mm以上の辺には４本、100mm以上の辺には２本、50mm間隔で直線を引く。次いで、各直線と粒界との交点間の距離を粒径と定義する。

各例について複合焼結体試料を１０個ごと製造した。そして、各試料について、クラックおよび剥がれを目視およびレッドチェックにより観測し、クラックおよび剥がれの発生率を測定した。この結果を表１に示す。

試験番号１、２、３においては、第一相において粒径０．２〜３μｍの粒子の比率が５０％以下であるが、クラックや剥離の発生率が大きい。試験番号４、５においては、第二相において、粒径０．３〜３μｍの粒子の比率が８０％未満であるが、クラックおよび剥がれの発生率が高い。試験番号６、７、８、９、１０、１１においては、第一相において粒径０．２〜３μｍの粒子の比率が８０％以上であり、第二相において粒径０．３〜３μｍの粒子の比率が８０％以上であるが、クラックおよび剥がれの発生率が低い。

具体的には、炭化珪素粉末１００重量部、グルタル酸ジメチル（反応性分散媒）２５重量部、脂肪族ポリイネシアネート（ゲル化剤）７重量部、トリエチルアミン５重量部およびポリマレイン酸共重合体０．５重量部をポットミル中で混合し、スラリーを得た。このスラリーを成形型に注型後、一定時間放置し、ゲル化させて固化することにより、基体用の成形部を作製した。基体の厚さの設計値は、表２に示すように変更した。炭化珪素粉末１００重量％に対する窒化ホウ素粉末の添加量は、表２に示すように変更した。

また、炭化珪素粉末１００重量部、グルタル酸ジメチル（反応性分散媒）２５重量部、脂肪族ポリイソシアネート７重量部、トリエチルアミン５重量部およびポリマレイン酸共重合体０．５重量部を秤量し、ポットミル中で混合分散させ、膜用スラリーを得た。このスラリーを成形型に注型し、硬化させ、膜成形部を得た。膜の厚さの設計値は、表２に示すように変更した。炭化粉末１００重量％に対する炭素粉末の添加量は、表２に示すように変更した。

各例について複合焼結体試料を１０個ごと製造した。そして、各試料について、クラックおよび剥がれを目視およびレッドチェックにより観測し、クラックおよび剥がれの発生率を測定した。この結果を表２に示す。

試験番号１２、１３、１４においては、第一相において粒径０．２〜３μｍの粒子の比率が７０％以下であるが、クラックや剥離の発生率が大きい。試験番号１７、１８、１９においては、第二相において、粒径０．３〜３μｍの粒子の比率が８０％未満であるが、クラックおよび剥がれの発生率が高い。試験番号１５、１６においては、第一相において粒径０．２〜３μｍの粒子の比率が８０％以上であり、第二相において粒径０．３〜３μｍの粒子の比率が８０％以上であるが、クラックおよび剥がれの発生率が低い。

（ａ）、（ｂ）は、それぞれ複合焼結体１、１１の形態を例示する模式的正面図である。本発明の一実施形態に係る製造プロセスのフローチャートである。本発明の他の実施形態に係る製造プロセスのフローチャートである。本発明の更に他の実施形態に係る製造プロセスのフローチャートである。

符号の説明

１、１１複合焼結体２膜（第二相）３基体（第一相）４第一相と第二相との境界１２第二相１３第一相ＴＡ、ＴＢ各相の厚さ

Claims

第一相と第二相とを備えているセラミック焼結体であって、前記第一相と前記第二相とが接しており、前記第一相の厚さが前記第二相の厚さよりも大きく、前記第一相を構成する粒子の８０％以上の径が０．２〜３μｍの範囲内にあり、前記第二相を構成する粒子の８０％以上の径が０．３〜３μｍの範囲内にあることを特徴とする、セラミック焼結体。
前記第一相がアルミナを含むセラミックスからなり、前記第二相がイットリア・アルミナ複合酸化物を含むセラミックスからなることを特徴とする、請求項１記載のセラミック焼結体。
前記第一相がアルミナとジルコニアと含むセラミックスからなり、前記第二相が、イットリウム−アルミニウム・ガーネットを含むことを特徴とする、請求項２記載のセラミック焼結体。
前記第一相と前記第二相との境界面の面積が２５ｃｍ^２以上であり、前記第一相と前記第二相との合計厚さが１ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載のセラミック焼結体。
第一相と第二相とを備えているセラミック焼結体であって、前記第一相と前記第二相とが接しており、前記第一相の破壊強度が前記第二相の破壊強度よりも大きく、前記第一相を構成する粒子の８０％以上の径が０．２〜３μｍの範囲内にあり、前記第二相を構成する粒子の８０％以上の径が０．３〜３μｍの範囲内にあることを特徴とする、セラミック焼結体。
前記第一相がアルミナを含むセラミックスからなり、前記第二相がイットリア・アルミナ複合酸化物を含むセラミックスからなることを特徴とする、請求項５記載のセラミック焼結体。
前記第一相がアルミナとジルコニアと含むセラミックスからなり、前記第二相が、イットリウム−アルミニウム・ガーネットを含むことを特徴とする、請求項６記載のセラミック焼結体。
前記第一相と前記第二相との境界面の面積が２５ｃｍ^２以上であり、前記第一相と前記第二相との合計厚さが１ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一つの請求項に記載のセラミック焼結体。