JP2006027984A - Sintering tool made of ceramic and its manufacturing method - Google Patents

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Masaki Yoshino
正樹 吉野
Tomohiko Ogata
知彦 尾形
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sintering tool made of ceramic which is high in strength and is improved in handling quality at the time of sintering moldings, such as electronic components and is repeatedly usable and a method for manufacturing the sintering tool made of the ceramic. <P>SOLUTION: The sintering tool made of the ceramic composed of a ceramic sintered compact of 0.005 to 0.03 mm in average particle size is obtained by a method including a process of formulating a slurry by mixing a ceramic powder and a granulating agent, a process of obtaining the molding by applying the slurry on a support or mounting the same thereon and drying the slurry, and a process of sintering the molding. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電子材料部品等を焼結する際に用いられるセラミックス製焼結用治具およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a ceramic sintering jig used for sintering electronic material parts and the like, and a method for manufacturing the same.

積層コンデンサなどのセラミックコンデンサ、圧電セラミックスなどの圧電材料、マイクロ波誘電体、積層LC複合チップ、SAWフィルタなどの高周波部品、半導体コンデンサ、PTCサーミスタ、NTCサーミスタ、セラミックバリスタ、セラミックセンサーなどの半導体セラミックスの原料としてチタン酸バリウム(BaTiO2)、チタン酸ジルコン酸鉛(PbZrTiO3)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、希土類酸化物、ガラス材料などの酸化物あるいはこれらの複合物が用いられている。 Ceramic capacitors such as multilayer capacitors, piezoelectric materials such as piezoelectric ceramics, microwave dielectrics, multilayer LC composite chips, high frequency components such as SAW filters, semiconductor capacitors, semiconductor ceramics such as PTC thermistors, NTC thermistors, ceramic varistors, and ceramic sensors Barium titanate (BaTiO 2 ), lead zirconate titanate (PbZrTiO 3 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), zinc oxide (ZnO), zirconium oxide (ZrO 2 ), rare earth oxides, glass materials, etc. Or a composite of these.

このような電子部品は、一般に、これらの原料を調合し、成形し、セラミックス製焼結用治具にのせ、800〜1400℃で焼結することでセラミックス素体をつくり、この素体へ電極を形成させることで素子がつくられ、最終的に組み立てることで部品となっている。   Such electronic parts are generally prepared by mixing these raw materials, forming them, placing them on a ceramic sintering jig, and sintering them at 800-1400 ° C. The element is made by forming the, and finally it becomes a part by assembling.

しかし、通常の酸化アルミニウムなどのセラミックス製焼結用治具で低融点、低沸点の元素、例えば鉛を含む成形体を焼結しセラミックス素体を得る場合、焼結中に鉛の一部が蒸散することや、また、ガラス成分が多く含まれる成形体をガラスの溶融温度近傍で焼結しセラミックス素体を得る場合、ガラス成分が溶融して該セラミックス製焼結用治具と接着・反応し、汚染されることで、前記セラミックス素体の電気特性が低下、また、セラミックス製焼結用治具が繰り返しの使用に耐えられない、という問題が生じていた。   However, when a ceramic body is obtained by sintering a molded body containing a low melting point, low boiling point element, for example, lead, with a ceramic sintering jig such as aluminum oxide, a part of the lead is partly sintered. When a ceramic body is obtained by evaporating or sintering a compact containing a large amount of glass component near the melting temperature of the glass, the glass component melts and adheres and reacts with the ceramic sintering jig. However, due to the contamination, the electrical characteristics of the ceramic body are degraded, and the ceramic sintering jig cannot withstand repeated use.

また、焼結時の成形体の有効容積を確保するため、焼結用治具の厚みは小さいことが望ましいが、厚みが小さい場合、強度が低下して割れ・欠け等が発生しやすく、そのことがハンドリング性に与える影響が大きいため、問題であった。   In addition, the thickness of the sintering jig is desirably small in order to ensure the effective volume of the molded body during sintering, but when the thickness is small, the strength tends to decrease and cracks and chips are likely to occur. This has been a problem because it has a large effect on handling properties.

かかる問題の解決のために、セラミックス製焼結用治具の製造方法として、成形体との接触面をショットブラスト加工する方法がある(例えば、特許文献1、2参照)。しかし、この方法では、例えば部分安定化酸化ジルコニウムのような高強度酸化ジルコニウムの場合、ブラストによって、表面を粗面化することが困難である。また、焼結用治具の厚みが小さい場合は強度不足によりハンドリングが困難となり、結果として治具が繰り返しの使用に耐えられない、と言う問題があった。
特開2002−333282号公報 特開平9−157038号公報
In order to solve such a problem, there is a method of shot blasting a contact surface with a formed body as a method for manufacturing a ceramic sintering jig (for example, see Patent Documents 1 and 2). However, with this method, in the case of high-strength zirconium oxide such as partially stabilized zirconium oxide, it is difficult to roughen the surface by blasting. Further, when the thickness of the sintering jig is small, handling is difficult due to insufficient strength, and as a result, there is a problem that the jig cannot withstand repeated use.
JP 2002-333282 A Japanese Patent Laid-Open No. 9-157038

本発明の目的は、繰り返し使用可能なセラミックス製焼結用治具を提供することにあり、さらに、かかる治具の製造に適した焼結体を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a ceramic sintering jig that can be used repeatedly, and further to provide a sintered body suitable for manufacturing such a jig.

上記目的を達成するために、本発明は、セラミックス焼結体の平均粒子径が0.005〜0.03mmであるセラミックス焼結体からなるセラミックス製焼結用治具およびその製造方法を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a ceramic sintering jig comprising a ceramic sintered body having an average particle diameter of 0.005 to 0.03 mm and a method for producing the same. .

本発明によれば、以下に説明するとおり、被焼結体との接着が少なく、高強度でハンドリング性が向上する、焼結用治具の厚みが小さい場合でも繰り返し使用可能なセラミックス製焼結用治具を得ることができる。   According to the present invention, as will be described below, ceramic sintering that can be used repeatedly even when the thickness of the jig for sintering is small, with less adhesion to the object to be sintered, high strength and improved handling properties A working jig can be obtained.

本発明のセラミックス製焼結用治具は、これを構成する焼結体の平均粒子径が0.005〜0.03mmであるセラミックス焼結体からなるものである。ここで、平均粒子径とは、円相当径をいい、次式で表されるように、物質の面積Aと同じ面積の等価円の直径を求めることにより求まる。   The ceramic sintering jig of the present invention is made of a ceramic sintered body having an average particle diameter of 0.005 to 0.03 mm. Here, the average particle diameter means an equivalent circle diameter, and is obtained by obtaining the diameter of an equivalent circle having the same area as the area A of the substance, as represented by the following equation.

平均粒子径(円相当径)=2×(A/π)1/2
かかる平均粒子径が0.005mmよりも小さいと被焼結体との接触点が多くなり、溶融温度近傍で焼結すると溶融した被焼結体中のガラス成分と接着・反応し、治具が汚染される。また、0.03mmよりも大きいと焼結体の強度が低下し、ハンドリングが困難となるため、繰り返しの使用に耐えられない。より好ましい平均粒子径は0.006〜0.025mmであり、さらにより好ましくは0.006〜0.02mmである。なお、本発明において、被焼結体とは、本発明におけるセラミックス製焼結用治具を用いて焼結される成形体、または、焼結された後の焼結体を言う。
Average particle diameter (equivalent circle diameter) = 2 × (A / π) 1/2
When the average particle diameter is smaller than 0.005 mm, the number of contact points with the sintered body increases, and when sintered near the melting temperature, it adheres and reacts with the glass component in the molten sintered body, Contaminated. Moreover, since the intensity | strength of a sintered compact falls and handling will become difficult when it is larger than 0.03 mm, it cannot endure repeated use. A more preferable average particle diameter is 0.006 to 0.025 mm, and still more preferably 0.006 to 0.02 mm. In addition, in this invention, a to-be-sintered body means the molded object sintered using the ceramic sintering jig | tool in this invention, or the sintered compact after sintering.

また、平均粒子径のバラツキの指標である標準偏差は0.01mm以下であることが好ましい。すなわち、標準偏差が小さいと品質が安定し管理が容易となるため好ましく、0.01mmを超えると、かかる焼結体の強度が安定せず、生産効率が低下する場合がある。より好ましくは、0.008mm以下である。   Moreover, it is preferable that the standard deviation which is a parameter | index of the dispersion | variation in an average particle diameter is 0.01 mm or less. That is, if the standard deviation is small, the quality is stable and management is easy, and if it exceeds 0.01 mm, the strength of the sintered body is not stable and the production efficiency may be reduced. More preferably, it is 0.008 mm or less.

さらに本発明のセラミックス製焼結用治具は、これを構成するセラミックス焼結体の厚みが0.05〜0.5mmであることが好ましい。すなわち、かかる治具の厚みは小さければ小さいほど焼結空間を有効に使用できるため好ましく、0.5mmを超えると治具が焼結空間を占める割合が高くなるため電子部品等の生産効率が低下する場合がある。一方、かかる治具の厚みが0.05mm未満となると治具自体の強度が低下しハンドリングが困難となり、繰り返しの使用に耐えられないことがある。より好ましい範囲は、0.1〜0.4mmであり、さらにより好ましくは、0.1〜0.3mmである。   Furthermore, in the ceramic sintering jig of the present invention, the thickness of the ceramic sintered body constituting the ceramic jig is preferably 0.05 to 0.5 mm. In other words, the smaller the thickness of the jig, the more effective the sintering space can be used, and the more the thickness exceeds 0.5 mm, the more the jig occupies the sintering space, and the lower the production efficiency of electronic parts and the like. There is a case. On the other hand, when the thickness of the jig is less than 0.05 mm, the strength of the jig itself is lowered and handling becomes difficult, and it may not be able to withstand repeated use. A more preferred range is 0.1 to 0.4 mm, and even more preferred is 0.1 to 0.3 mm.

さらに、本発明のセラミックス製焼結用治具は、これを構成するセラミックス焼結体の密度が理論密度の95%以上であることが好ましい。すなわち、セラミックス焼結体の密度が、理論密度の95%を下回ると治具の強度が低下しハンドリングが困難となり、繰り返しの使用に耐えられない場合がある。より好ましくは、97%以上である。なお、密度は、約20gのセラミックス製焼結用治具を容器に入れ、アルキメデス法によって求めることが出来る。また、理論密度は、よく知られているように、完全結晶格子から計算されるものであり、例えば、酸化イットリウムで安定化された立方晶系の酸化ジルコニウムであれば6.0g/cm3、酸化アルミニウムであれば4.0g/cm3である。異なる種類のセラミックスを含むものにあっては、各セラミックスの重量割合に応じて計算すればよい。例えば、理論密度D1(g/cm3)、D2(g/cm3)のセラミックスがそれぞれ60重量%、40重量%である場合には、D1×(60/100)+D2×(40/100)として求めることができる。 Furthermore, in the ceramic sintering jig of the present invention, the density of the ceramic sintered body constituting the ceramic jig is preferably 95% or more of the theoretical density. That is, when the density of the ceramic sintered body is less than 95% of the theoretical density, the strength of the jig is lowered and handling becomes difficult, and it may not be able to withstand repeated use. More preferably, it is 97% or more. The density can be obtained by an Archimedes method with about 20 g of a ceramic sintering jig placed in a container. As is well known, the theoretical density is calculated from a complete crystal lattice. For example, in the case of cubic zirconium oxide stabilized with yttrium oxide, 6.0 g / cm 3 , In the case of aluminum oxide, it is 4.0 g / cm 3 . For those containing different types of ceramics, calculation may be made according to the weight ratio of each ceramic. For example, when the ceramics of theoretical density D 1 (g / cm 3 ) and D 2 (g / cm 3 ) are 60% by weight and 40% by weight, respectively, D 1 × (60/100) + D 2 × ( 40/100).

さらに、本発明のセラミックス製焼結用治具は被焼結体が接する面の表面粗さ(Ra)が0.7〜5μmであることが好ましい。すなわち、かかる治具の表面粗さ(Ra)が0.7μm未満となると被焼結体との接触面積が増大し、接触防止の効果が得にくいことがある。一方、かかる治具の表面粗さ(Ra)が5μmを超えると、成形体が焼結時に変形する不具合が生じる場合があり、また、ショットブラスト加工を用い治具の表面を粗面化した場合、治具の破損の原因となり、生産性が低下する場合がある。より好ましい範囲は、0.8〜4μmであり、さらにより好ましくは、1〜3μmである。本発明における表面粗さ(Ra)とは、JIS B0601−1994「算術平均粗さ(Ra)の定義及び表示」による測定方法による。   Furthermore, the ceramic sintering jig of the present invention preferably has a surface roughness (Ra) of the surface in contact with the sintered body of 0.7 to 5 μm. That is, when the surface roughness (Ra) of such a jig is less than 0.7 μm, the contact area with the object to be sintered increases, and it may be difficult to obtain the effect of preventing contact. On the other hand, if the surface roughness (Ra) of the jig exceeds 5 μm, the molded body may be deformed during sintering, and the surface of the jig is roughened using shot blasting. This may cause damage to the jig and reduce productivity. A more preferred range is 0.8 to 4 μm, and even more preferred is 1 to 3 μm. The surface roughness (Ra) in the present invention is based on a measurement method according to JIS B0601-1994 “Definition and display of arithmetic average roughness (Ra)”.

さらに、本発明のセラミックス製焼結用治具は、セラミックス焼結体の反り率が0.5%以下であることが好ましい。すなわち、かかる治具の反り率は小さければ小さいほど被焼結体の変形を抑制できるため好ましく、0.5%を超えると被焼結体の変形が起こる場合があり、電子部品等の生産効率が低下する場合がある。より好ましくは、0.4%以下であり、さらにより好ましくは0.3%以下である。なお、反り率は、セラミックス焼結体を構成する粉末間距離に大きく影響されるが、例えばセラミックス焼結体を構成する粉末のBET比表面積、造粒剤の添加量を適切に選定することで制御可能である。また、反り率は、真鍮板等の剛性があり、かつ平坦な板の上で、測定サンプルの長手方向の一辺を真鍮板等の剛性があり、かつ平坦な板で押さえ、その対辺の底面の、測定サンプルを載せた真鍮板上面からの垂直な高さHmmを測定し、長手方向の長さLmmで割った次式:反り率=H/L×100(%)で表される。   Furthermore, the ceramic sintering jig of the present invention preferably has a warpage rate of the ceramic sintered body of 0.5% or less. That is, the smaller the warpage rate of such a jig, the more preferable it is because the deformation of the sintered body can be suppressed, and when it exceeds 0.5%, the deformation of the sintered body may occur. May decrease. More preferably, it is 0.4% or less, and still more preferably 0.3% or less. The warpage rate is greatly influenced by the distance between the powders constituting the ceramic sintered body. For example, by appropriately selecting the BET specific surface area of the powder constituting the ceramic sintered body and the addition amount of the granulating agent. It can be controlled. In addition, the warpage rate is rigid such as a brass plate, and on a flat plate, one side of the measurement sample in the longitudinal direction is rigid such as a brass plate and pressed by a flat plate. The vertical height Hmm from the upper surface of the brass plate on which the measurement sample is placed is measured, and is divided by the length Lmm in the longitudinal direction: the warpage rate = H / L × 100 (%).

さらに、本発明のセラミックス製焼結用治具は、強度、靭性の観点から、かかる治具の製造に適したセラミックス焼結体が、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素から選ばれる少なくとも1種を含んでいることが好ましく、これらの混合物であってもよく、強度や靱性に優れていることが好ましい。なかでも、焼結体の主成分が酸化ジルコニウムであって、かつ酸化イットリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、希土類酸化物の少なくともいずれか1種を6〜20mol%含有するのが後述する製法上の観点から好ましい。さらにより好ましくは、酸化イットリウムを7〜9mol%の範囲内で含む立方晶系に安定化した酸化ジルコニウムである。   Furthermore, in the ceramic sintering jig of the present invention, from the viewpoint of strength and toughness, the ceramic sintered body suitable for manufacturing the jig is made of zirconium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, silicon nitride, silicon carbide. It is preferable to include at least one selected, and a mixture thereof may be used, and it is preferable that the strength and toughness are excellent. Especially, the viewpoint of the manufacturing method mentioned later that the main component of a sintered compact is a zirconium oxide and contains 6-20 mol% of at least any 1 sort (s) of a yttrium oxide, a calcium oxide, magnesium oxide, and rare earth oxides. To preferred. Even more preferably, it is zirconium oxide stabilized in a cubic system containing yttrium oxide in a range of 7 to 9 mol%.

次に、本発明のセラミックス製焼結用治具を製造する方法を例を挙げて説明する。まずセラミックス粉末と造粒剤とを混合してスラリーを調合する。混合には、ボールミルやアトライターミル等を用いることができる。セラミックス粉末としては、強度や靱性に優れる酸化ジルコニウム粉末、酸化アルミニウム粉末、酸化珪素粉末、窒化珪素粉末、炭化珪素粉末を用いることができる。これらセラミックス粉末の混合粉末であってもよい。なかでも、強度や靱性により優れる酸化ジルコニウム粉末、それも酸化イットリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、希土類酸化物の少なくとも1種を6〜20mol%含有するのが好ましい。ここで、含有量はあまり少なすぎても、また多すぎても、セラミックス製焼結用治具の焼結体の粒子のサイズが安定しない場合があるため好ましくない。より好ましくは、酸化イットリウムを7〜9mol%の範囲内で含む酸化ジルコニウム粉末である。なお、必要に応じて、可塑剤等の添加剤を添加してスラリーを調合してもよい。可塑剤の例としては、ジ−n−ブチルフタレート、ジ−n−オクチルフタレートが挙げられる。   Next, the method for producing the ceramic sintering jig of the present invention will be described by way of example. First, a ceramic powder and a granulating agent are mixed to prepare a slurry. For mixing, a ball mill or an attritor mill can be used. As the ceramic powder, zirconium oxide powder, aluminum oxide powder, silicon oxide powder, silicon nitride powder, and silicon carbide powder excellent in strength and toughness can be used. A mixed powder of these ceramic powders may be used. Among them, it is preferable to contain 6 to 20 mol% of at least one of zirconium oxide powder excellent in strength and toughness, and yttrium oxide, calcium oxide, magnesium oxide and rare earth oxide. Here, if the content is too small or too large, the size of the particles of the sintered body of the ceramic sintering jig may not be stable. More preferably, it is a zirconium oxide powder containing yttrium oxide in a range of 7 to 9 mol%. If necessary, a slurry may be prepared by adding an additive such as a plasticizer. Examples of the plasticizer include di-n-butyl phthalate and di-n-octyl phthalate.

また、セラミックス粉末のBET比表面積は、BET比表面積が3〜15m2/gであることが好ましい。本発明におけるBET比表面積とは、JIS R1626「ファインセラミックス粉体の気体吸着BET法」による比表面積の測定方法に則り、BET1点法で測定した値をいう。BET比表面積が3m2/g未満の場合は、焼結性が低下し、緻密で均一な焼結体が得られない場合がある。また、BET比表面積が15m2/gを超える場合は粒子が細かく、成形性が低下傾向となる場合がある。さらに、焼結途中で結晶粒子の成長が早すぎて凝集が起こり、不均一な焼結体となる場合がある。また、この範囲内の粉末を用いると、セラミックス製焼結用治具の焼結体の平均粒子径粒子のサイズを0.005〜0.03mmの範囲内で安定させることが容易に可能である。より好ましいBET比表面積は、5〜10m2/gである。 The BET specific surface area of the ceramic powder is preferably 3 to 15 m 2 / g. The BET specific surface area in the present invention refers to a value measured by the BET 1-point method in accordance with the method for measuring the specific surface area according to JIS R1626 “Gas adsorption BET method of fine ceramic powder”. When the BET specific surface area is less than 3 m 2 / g, the sinterability is lowered, and a dense and uniform sintered body may not be obtained. In addition, when the BET specific surface area exceeds 15 m 2 / g, the particles are fine and the moldability tends to decrease. Furthermore, the crystal grains grow too early during the sintering, and aggregation may occur, resulting in a non-uniform sintered body. Moreover, when the powder in this range is used, it is possible to easily stabilize the average particle size particle size of the sintered body of the ceramic sintering jig within the range of 0.005 to 0.03 mm. . A more preferable BET specific surface area is 5 to 10 m 2 / g.

セラミックス粉末の平均粒子径(スラリー中における二次粒子径)は、小さすぎても大きすぎても得られるセラミックス焼結体の強度が低下する傾向があるので、好ましくは0.1〜3μmの範囲内である。また、この範囲内の粉末を用いると、セラミックス製焼結用治具の焼結体の平均粒子径を0.005〜0.03mmの範囲内で安定させることが容易に可能である。さらにより好ましくは0.2〜1μmの範囲内である。さらに好ましくは0.3〜0.8μmの範囲内である。なお、平均粒子径は、例えば散乱式の粒度分布測定器を用いて測定することができる。   The average particle size of the ceramic powder (secondary particle size in the slurry) is preferably in the range of 0.1 to 3 μm because the strength of the ceramic sintered body obtained tends to decrease if it is too small or too large. Is within. Moreover, when the powder in this range is used, it is possible to easily stabilize the average particle diameter of the sintered body of the ceramic sintering jig within the range of 0.005 to 0.03 mm. Even more preferably, it is in the range of 0.2 to 1 μm. More preferably, it exists in the range of 0.3-0.8 micrometer. The average particle diameter can be measured using, for example, a scattering type particle size distribution measuring device.

造粒剤としては、水、有機溶媒、バインダーから少なくとも1種以上を用いることができる。ここで、有機溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、石油溶剤等の炭化水素類、アセトン、2−ブタノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、エチルセルソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類等から選択すればよい。また、バインダーとしては、例えばポリビニルアルコール、ポリエチルメタクリレート、ポリnーブチルメタクリレート、ポリイソブチルメタクリレート、ポリメチルメタクリレート等が挙げられ、また、これらポリマーの混合物であっても、これらポリマーを構成するモノマーの共重合体であっても良い。   As a granulating agent, at least 1 sort (s) from water, an organic solvent, and a binder can be used. Here, examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, hydrocarbons such as toluene, xylene, cyclohexane and petroleum solvents, ketones such as acetone and 2-butanone, ethyl acetate and butyl acetate. May be selected from esters such as ethyl cellosolve, glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether, and the like. Examples of the binder include polyvinyl alcohol, polyethyl methacrylate, poly n-butyl methacrylate, polyisobutyl methacrylate, polymethyl methacrylate, and the like, and even in a mixture of these polymers, the monomers constituting these polymers A copolymer may also be used.

次に、前記スラリーを支持体の上に塗布または戴置し乾燥して成形体を得る。スラリーを支持体の上に塗布または載置するのは、特に0.05〜0.5mm程度の、厚みの比較的小さい焼結体を得る場合、一般的に成形に使用するプレス成形法で成形することは困難であり、割れ・欠け等が発生することがあるからである。ここで、スラリーを塗布する支持体は、例えばフィルム状のポリエチレンテレフタレート(以下PETフィルムと呼ぶ)やポリフェニレンサルファイド(以下PPSフィルムと呼ぶ)、または、ガラス板等を使用することが好ましい。   Next, the slurry is applied or placed on a support and dried to obtain a molded body. The slurry is applied or placed on the support, particularly when a sintered body having a relatively small thickness of about 0.05 to 0.5 mm is obtained, generally formed by a press forming method used for forming. This is because it is difficult to do so, and cracks and chips may occur. Here, it is preferable to use, for example, a film-like polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as PET film), polyphenylene sulfide (hereinafter referred to as PPS film), a glass plate, or the like as the support on which the slurry is applied.

また、支持体の厚みは、得られる成形体の厚みによって取り扱いやすい厚みであれば良い。例えば、0.2mmの成形体を得る場合であれば0.1mm程度の支持体を用いる。   Moreover, the thickness of a support body should just be the thickness which is easy to handle with the thickness of the molded object obtained. For example, if a 0.2 mm molded body is to be obtained, a support of about 0.1 mm is used.

また、支持体の上にスラリーを塗布または戴置する方法としては、ドクターブレード法、押出成形法などを利用することができる。   In addition, as a method of applying or placing the slurry on the support, a doctor blade method, an extrusion method, or the like can be used.

次に、前記成形体を焼結し、セラミックス製焼結用治具を得る。焼結条件、すなわち焼結温度や焼結時間は、得られるセラミックス製焼結用治具の強度が低下して使用時に破損等の不具合が起こらないよう、密度が理論密度の95%以上になるように選定することが好ましい。焼結条件は、用いるセラミックス粉末の種類によって異なる。例えば、酸化ジルコニウム粉末や酸化アルミニウム粉末を用いている場合には、1,450〜1,800℃、1〜5時間とするのが好ましい。この範囲の温度条件にて、セラミックス製焼結用治具の焼結体の平均粒子径を0.005〜0.03mmの範囲内で安定させることが容易に可能である。さらに好ましくは、1,500〜1,700℃、1〜5時間である。   Next, the compact is sintered to obtain a ceramic sintering jig. Sintering conditions, that is, the sintering temperature and the sintering time, the density is 95% or more of the theoretical density so that the strength of the ceramic sintering jig to be obtained does not decrease and damage such as breakage does not occur during use. It is preferable to select as follows. Sintering conditions vary depending on the type of ceramic powder used. For example, when zirconium oxide powder or aluminum oxide powder is used, the temperature is preferably set to 1,450 to 1,800 ° C. for 1 to 5 hours. Under this temperature condition, it is possible to easily stabilize the average particle size of the sintered body of the ceramic sintering jig within the range of 0.005 to 0.03 mm. More preferably, it is 1,500-1,700 degreeC and 1 to 5 hours.

また、前記焼結体を粗面化するために、被焼結体が接する面をショットブラスト加工することができる。ショットブラスト加工は、ショット材を投射することで行う。ショット材としては、セラミックス系、硬質金属系等を使用することができる。例えば、セラミックス系ショット材としては、炭化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、ガラスビーズ等を採用することができる。また、ショット材のサイズとしては、30〜200メッシュとするのが好ましい。   Further, in order to roughen the sintered body, the surface with which the sintered body is in contact can be shot blasted. Shot blasting is performed by projecting shot material. As the shot material, a ceramic material, a hard metal material, or the like can be used. For example, silicon carbide, aluminum oxide, zirconium oxide, glass beads, etc. can be employed as the ceramic shot material. The size of the shot material is preferably 30 to 200 mesh.

本発明によるセラミックス製焼結用治具は、例えば、電子材料分野においてチタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛等で構成されるセラミックスコンデンサや高周波部品等の成形体を焼結するときの焼結用治具として好適に用いることができる。   The ceramic sintering jig according to the present invention is, for example, for sintering when a molded body such as a ceramic capacitor or a high-frequency component composed of barium titanate, lead zirconate titanate or the like is used in the field of electronic materials. It can be suitably used as a jig.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、実施例中における焼結体の「強度」の判断はハンドリング性の良否によって行っており、得られた焼結体を10回繰り返し使用し、全く割れ・欠けのないときは「良好」、使用不可能ではないものの、わずかに欠けがあるときは「若干劣るが使用可」、途中で接着、変形、割れ・欠け等が発生して使用困難となった場合は「使用困難」とした。
実施例1:
BET比表面積が7.7m2/g、平均粒子径が0.5μmである酸化イットリウムを8mol%含む安定化酸化ジルコニウム粉末:100重量部と、トルエン:30重量部、2−プロパノール:30重量部、共栄社化学製オリコックスKC−800(商品名):10重量部、ジ−n−ブチルフタレート:5重量部の混合物を酸化ジルコニウムボールを用いたボールミルで24時間混合し、得られたスラリーを真空中で脱泡後、そのスラリーをドクターブレードコーターで離型剤付きポリエチレンテレフタレートフィルム上に厚み0.2mmになるように成形・乾燥を行い成形体を得た。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. In addition, the determination of the “strength” of the sintered body in the examples is made based on whether the handling property is good or not, and the obtained sintered body is repeatedly used 10 times. Although it was not impossible to use, it was judged as “difficult to use” when it was difficult to use due to adhesion, deformation, cracking, chipping, etc. in the middle when it was slightly inferior when it was slightly chipped.
Example 1:
Stabilized zirconium oxide powder containing 8 mol% of yttrium oxide having a BET specific surface area of 7.7 m 2 / g and an average particle diameter of 0.5 μm: 100 parts by weight, toluene: 30 parts by weight, 2-propanol: 30 parts by weight Kyoeisha Chemical Oricox KC-800 (trade name): 10 parts by weight, di-n-butyl phthalate: 5 parts by weight of the mixture was mixed in a ball mill using zirconium oxide balls for 24 hours, and the resulting slurry was vacuumed. After defoaming, the slurry was molded and dried to a thickness of 0.2 mm on a polyethylene terephthalate film with a release agent using a doctor blade coater to obtain a molded body.

次に得られた成形体を30×30mmの形に切断後、空気中にて1600℃で2時間焼結した後、ショットブラスト加工を施した。この酸化ジルコニウム焼結体の諸元は、以下の通りであった。   Next, the obtained molded body was cut into a 30 × 30 mm shape, sintered in air at 1600 ° C. for 2 hours, and then subjected to shot blasting. The specifications of the sintered zirconium oxide were as follows.

焼結体平均粒子径:0.01mm
焼結体厚み :0.18mm
密度 :5.9g/cm3(理論密度の98%)
表面粗さ(Ra):1.5μm
反り率 :0.1%
ここで、該酸化ジルコニウム焼結体をセラミックス製焼結用治具として用いて、チタン酸バリウムからなる成形体を載せ、空気中で1300℃、2時間焼結を行った。その結果、焼結用治具と被焼結体とは接着はなく、被焼結体の変形もなかった。また、強度も問題なくハンドリング性が良好であり、繰り返し使用も可能であった。
実施例2:
BET比表面積が7.7m2/g、平均粒子径が0.5μmである酸化イットリウムを8mol%含む安定化酸化ジルコニウム粉末:100重量部と、トルエン:30重量部、2−プロパノール:30重量部、共栄社化学製オリコックスKC−800(商品名):10重量部、ジ−n−ブチルフタレート:5重量部の混合物を酸化ジルコニウムボールを用いたボールミルで24時間混合し、得られたスラリーを真空中で脱泡後、そのスラリーをドクターブレードコーターで離型剤付きポリエチレンテレフタレートフィルム上に厚み0.2mmになるように成形・乾燥を行い成形体を得た。
Sintered body average particle diameter: 0.01 mm
Sintered body thickness: 0.18 mm
Density: 5.9 g / cm 3 (98% of theoretical density)
Surface roughness (Ra): 1.5 μm
Warpage rate: 0.1%
Here, using this zirconium oxide sintered body as a ceramic sintering jig, a molded body made of barium titanate was placed and sintered in air at 1300 ° C. for 2 hours. As a result, the sintering jig and the sintered body were not bonded, and the sintered body was not deformed. Further, the strength was satisfactory and the handling property was good, and repeated use was possible.
Example 2:
Stabilized zirconium oxide powder containing 8 mol% of yttrium oxide having a BET specific surface area of 7.7 m 2 / g and an average particle diameter of 0.5 μm: 100 parts by weight, toluene: 30 parts by weight, 2-propanol: 30 parts by weight , Kyoeisha Chemical Oricox KC-800 (trade name): 10 parts by weight, di-n-butyl phthalate: 5 parts by weight of the mixture was mixed in a ball mill using zirconium oxide balls for 24 hours, and the resulting slurry was vacuumed. After defoaming, the slurry was molded and dried to a thickness of 0.2 mm on a polyethylene terephthalate film with a release agent using a doctor blade coater to obtain a molded body.

次に得られた成形体を30×30mmの形に切断後、空気中にて1700℃で2時間焼結した後、ショットブラスト加工を施した。この酸化ジルコニウム焼結体の諸元は、以下の通りであった。   Next, the obtained molded body was cut into a shape of 30 × 30 mm, sintered in air at 1700 ° C. for 2 hours, and then subjected to shot blasting. The specifications of the sintered zirconium oxide were as follows.

焼結体平均粒子径:0.02mm
焼結体厚み :0.18mm
密度 :5.9g/cm3(理論密度の98%)
表面粗さ(Ra):2μm
反り率 :0.1%
ここで、該酸化ジルコニウム焼結体をセラミックス製焼結用治具として用いて、チタン酸バリウムからなる成形体を載せ、空気中で1300℃、2時間焼結を行った。その結果、焼結用治具と被焼結体とは接着はなく、被焼結体の変形もなかった。また、強度も問題なくハンドリング性が良好であり、繰り返し使用も可能であった。
実施例3:
BET比表面積が7.7m2/g、平均粒子径が0.5μmである酸化イットリウムを8mol%含む安定化酸化ジルコニウム粉末:100重量部と、トルエン:30重量部、2−プロパノール:30重量部、共栄社化学製オリコックスKC−800(商品名):10重量部、ジ−n−ブチルフタレート:5重量部の混合物を酸化ジルコニウムボールを用いたボールミルで24時間混合し、得られたスラリーを真空中で脱泡後、そのスラリーをドクターブレードコーターで離型剤付きポリエチレンテレフタレートフィルム上に厚み0.06mmになるように成形・乾燥を行い成形体を得た。
Sintered body average particle diameter: 0.02 mm
Sintered body thickness: 0.18 mm
Density: 5.9 g / cm 3 (98% of theoretical density)
Surface roughness (Ra): 2 μm
Warpage rate: 0.1%
Here, using this zirconium oxide sintered body as a ceramic sintering jig, a molded body made of barium titanate was placed and sintered in air at 1300 ° C. for 2 hours. As a result, the sintering jig and the sintered body were not bonded, and the sintered body was not deformed. Further, the strength was satisfactory and the handling property was good, and repeated use was possible.
Example 3:
Stabilized zirconium oxide powder containing 8 mol% of yttrium oxide having a BET specific surface area of 7.7 m 2 / g and an average particle diameter of 0.5 μm: 100 parts by weight, toluene: 30 parts by weight, 2-propanol: 30 parts by weight Kyoeisha Chemical Oricox KC-800 (trade name): 10 parts by weight, di-n-butyl phthalate: 5 parts by weight of the mixture was mixed in a ball mill using zirconium oxide balls for 24 hours, and the resulting slurry was vacuumed. After defoaming, the slurry was molded and dried to a thickness of 0.06 mm on a polyethylene terephthalate film with a release agent using a doctor blade coater to obtain a molded body.

次に得られた成形体を30×30mmの形に切断後、空気中にて1600℃で2時間焼結した後、ショットブラスト加工を施した。この酸化ジルコニウム焼結体の諸元は、以下の通りであった。   Next, the obtained molded body was cut into a 30 × 30 mm shape, sintered in air at 1600 ° C. for 2 hours, and then subjected to shot blasting. The specifications of the sintered zirconium oxide were as follows.

焼結体平均粒子径:0.01m
焼結体厚み :0.045mm
密度 :5.9g/cm3(理論密度の98%)
表面粗さRa :0.7μm
反り率 :0.3%
ここで、該酸化ジルコニウム焼結体をセラミックス製焼結用治具として用いて、チタン酸バリウムからなる成形体を載せ、空気中で1300℃、2時間焼結を行った。その結果、実施例1,2と比較して強度が低下しているためハンドリング性は若干劣るが使用可能であり、焼結用治具と被焼結体とは接着がなく、被焼結体の変形もなかった。また、繰り返し使用も可能であった。
実施例4:
BET比表面積が12m2/g、平均粒子径が0.5μmである酸化イットリウムを8mol%含む安定化酸化ジルコニウム粉末:100重量部と、トルエン:30重量部、2−プロパノール:30重量部、共栄社化学製オリコックスKC−800(商品名):10重量部、ジ−n−ブチルフタレート:5重量部の混合物を酸化ジルコニウムボールを用いたボールミルで24時間混合し、得られたスラリーを真空中で脱泡後、そのスラリーをドクターブレードコーターで離型剤付きポリエチレンテレフタレートフィルム上に厚み0.2mmになるように成形・乾燥を行い成形体を得た。
Sintered body average particle size: 0.01 m
Sintered body thickness: 0.045 mm
Density: 5.9 g / cm 3 (98% of theoretical density)
Surface roughness Ra: 0.7 μm
Warpage rate: 0.3%
Here, using this zirconium oxide sintered body as a ceramic sintering jig, a molded body made of barium titanate was placed and sintered in air at 1300 ° C. for 2 hours. As a result, since the strength is lower than in Examples 1 and 2, the handling property is slightly inferior, but it can be used, and the sintering jig and the sintered body are not bonded, and the sintered body There was no deformation. Moreover, repeated use was possible.
Example 4:
Stabilized zirconium oxide powder containing 8 mol% of yttrium oxide having a BET specific surface area of 12 m 2 / g and an average particle diameter of 0.5 μm: 100 parts by weight, toluene: 30 parts by weight, 2-propanol: 30 parts by weight, Kyoeisha Chemical Oricox KC-800 (trade name): 10 parts by weight, di-n-butyl phthalate: 5 parts by weight of the mixture was mixed in a ball mill using zirconium oxide balls for 24 hours, and the resulting slurry was vacuumed After defoaming, the slurry was molded and dried to a thickness of 0.2 mm on a polyethylene terephthalate film with a release agent using a doctor blade coater to obtain a molded body.

次に得られた成形体を30×30mmの形に切断後、空気中にて1250℃で2時間焼結した後、ショットブラスト加工を施した。この酸化ジルコニウム焼結体の諸元は、以下の通りであった。   Next, the obtained molded body was cut into a shape of 30 × 30 mm, sintered in air at 1250 ° C. for 2 hours, and then shot blasted. The specifications of the sintered zirconium oxide were as follows.

焼結体平均粒子径:0.01m
焼結体厚み :0.19mm
密度 :5.6g/cm3(理論密度の93%)
表面粗さRa :1.5μm
反り率 :0.1%
ここで、該酸化ジルコニウム焼結体をセラミックス製焼結用治具として用いて、チタン酸バリウムからなる成形体を載せ、空気中で1300℃、2時間焼結を行った。その結果、実施例1,2と比較して強度が低下しているためハンドリング性は若干劣るが使用可能であり、焼結用治具と被焼結体とは接着がなく、被焼結体の変形もなかった。また、繰り返し使用も可能であった。
実施例5:
BET比表面積が7.7m2/g、平均粒子径が0.5μmである酸化イットリウムを8mol%含む安定化酸化ジルコニウム粉末:100重量部と、トルエン:30重量部、2−プロパノール:30重量部、共栄社化学製オリコックスKC−800(商品名):10重量部、ジ−n−ブチルフタレート:5重量部の混合物を酸化ジルコニウムボールを用いたボールミルで24時間混合し、得られたスラリーを真空中で脱泡後、そのスラリーをドクターブレードコーターで離型剤付きポリエチレンテレフタレートフィルム上に厚み0.2mmになるように成形・乾燥を行い成形体を得た。
Sintered body average particle size: 0.01 m
Sintered body thickness: 0.19 mm
Density: 5.6 g / cm 3 (93% of theoretical density)
Surface roughness Ra: 1.5 μm
Warpage rate: 0.1%
Here, using this zirconium oxide sintered body as a ceramic sintering jig, a molded body made of barium titanate was placed and sintered in air at 1300 ° C. for 2 hours. As a result, since the strength is lower than in Examples 1 and 2, the handling property is slightly inferior, but it can be used, and the sintering jig and the sintered body are not bonded, and the sintered body There was no deformation. Moreover, repeated use was possible.
Example 5:
Stabilized zirconium oxide powder containing 8 mol% of yttrium oxide having a BET specific surface area of 7.7 m 2 / g and an average particle diameter of 0.5 μm: 100 parts by weight, toluene: 30 parts by weight, 2-propanol: 30 parts by weight , Kyoeisha Chemical Oricox KC-800 (trade name): 10 parts by weight, di-n-butyl phthalate: 5 parts by weight of the mixture was mixed in a ball mill using zirconium oxide balls for 24 hours, and the resulting slurry was vacuumed. After defoaming, the slurry was molded and dried to a thickness of 0.2 mm on a polyethylene terephthalate film with a release agent using a doctor blade coater to obtain a molded body.

次に得られた成形体を30×30mmの形に切断後、空気中にて1600℃で2時間焼結した。この酸化ジルコニウム焼結体の諸元は、以下の通りであった。   Next, the obtained molded body was cut into a 30 × 30 mm shape and then sintered in air at 1600 ° C. for 2 hours. The specifications of the sintered zirconium oxide were as follows.

焼結体平均粒子径:0.01m
焼結体厚み :0.18mm
密度 :5.9g/cm3(理論密度の98%)
表面粗さRa :0.1μm
反り率 :0.1%
ここで、該酸化ジルコニウム焼結体をセラミックス製焼結用治具として用いて、チタン酸バリウムからなる成形体を載せ、空気中で1300℃、2時間焼結を行った。その結果、実施例1,2と比較して、焼結用治具と被焼結体との接着はわずかにあったが、容易に剥がれ、治具が汚染されることはなかった。また、被焼結体の変形もなかった。また、強度は問題なくハンドリング性が良好であり、繰り返し使用が可能であった。
実施例6:
BET比表面積が7.7m2/g、平均粒子径が0.5μmである酸化イットリウムを8mol%含む安定化酸化ジルコニウム粉末:100重量部と、トルエン:30重量部、2−プロパノール:30重量部、共栄社化学製オリコックスKC−800(商品名):10重量部、ジ−n−ブチルフタレート:5重量部の混合物を酸化ジルコニウムボールを用いたボールミルで24時間混合し、得られたスラリーを真空中で脱泡後、そのスラリーをドクターブレードコーターで離型剤付きポリエチレンテレフタレートフィルム上に厚み0.2mmになるように成形・乾燥を行い成形体を得た。
Sintered body average particle size: 0.01 m
Sintered body thickness: 0.18 mm
Density: 5.9 g / cm 3 (98% of theoretical density)
Surface roughness Ra: 0.1 μm
Warpage rate: 0.1%
Here, using this zirconium oxide sintered body as a ceramic sintering jig, a molded body made of barium titanate was placed and sintered in air at 1300 ° C. for 2 hours. As a result, compared with Examples 1 and 2, there was slight adhesion between the sintering jig and the object to be sintered, but it was easily peeled off and the jig was not contaminated. Further, there was no deformation of the sintered body. Also, the strength was satisfactory and the handleability was good, and repeated use was possible.
Example 6:
Stabilized zirconium oxide powder containing 8 mol% of yttrium oxide having a BET specific surface area of 7.7 m 2 / g and an average particle diameter of 0.5 μm: 100 parts by weight, toluene: 30 parts by weight, 2-propanol: 30 parts by weight Kyoeisha Chemical Oricox KC-800 (trade name): 10 parts by weight, di-n-butyl phthalate: 5 parts by weight of the mixture was mixed in a ball mill using zirconium oxide balls for 24 hours, and the resulting slurry was vacuumed. After defoaming, the slurry was molded and dried to a thickness of 0.2 mm on a polyethylene terephthalate film with a release agent using a doctor blade coater to obtain a molded body.

次に得られた成形体を30×30mmの形に切断後、空気中にて1600℃で2時間焼結した後、焼結体の片面だけショットブラスト加工を施した。この酸化ジルコニウム焼結体の諸元は、以下の通りであった。   Next, the obtained molded body was cut into a 30 × 30 mm shape, sintered in air at 1600 ° C. for 2 hours, and then subjected to shot blasting only on one side of the sintered body. The specifications of the sintered zirconium oxide were as follows.

焼結体平均粒子径:0.01m
焼結体厚み :0.18mm
密度 :5.9g/cm3
表面粗さRa :1.5μm
反り率 :0.6%
ここで、該酸化ジルコニウム焼結体をセラミックス製焼結用治具として用いて、チタン酸バリウムからなる成形体を載せ、空気中で1300℃、2時間焼結を行った。その結果、実施例1,2と比較して該焼結用治具の形状が若干劣るため被焼結体の変形が、許容範囲内であるが、わずかにあった。また、焼結用治具と被焼結体とは接着がなかった。また、強度は問題がなくハンドリング性が良好であり、繰り返し使用が可能であった。
実施例7:
BET比表面積が7.7m2/g、平均粒子径が0.5μmである酸化イットリウムを5mol%含む酸化ジルコニウム粉末:100重量部と、トルエン:30重量部、2−プロパノール:30重量部、共栄社化学製オリコックスKC−800(商品名):10重量部、ジ−n−ブチルフタレート:5重量部の混合物を酸化ジルコニウムボールを用いたボールミルで24時間混合し、得られたスラリーを真空中で脱泡後、そのスラリーをドクターブレードコーターで離型剤付きポリエチレンテレフタレートフィルム上に厚み0.2mmになるように成形・乾燥を行い成形体を得た。
Sintered body average particle size: 0.01 m
Sintered body thickness: 0.18 mm
Density: 5.9 g / cm 3
Surface roughness Ra: 1.5 μm
Warpage rate: 0.6%
Here, using this zirconium oxide sintered body as a ceramic sintering jig, a molded body made of barium titanate was placed and sintered in air at 1300 ° C. for 2 hours. As a result, since the shape of the sintering jig was slightly inferior to that of Examples 1 and 2, the deformation of the sintered body was within the allowable range, but was slight. Further, there was no adhesion between the sintering jig and the object to be sintered. Moreover, there was no problem with the strength, the handling property was good, and repeated use was possible.
Example 7:
Zirconium oxide powder containing 5 mol% of yttrium oxide having a BET specific surface area of 7.7 m 2 / g and an average particle diameter of 0.5 μm: 100 parts by weight, toluene: 30 parts by weight, 2-propanol: 30 parts by weight, Kyoeisha Chemical Oricox KC-800 (trade name): 10 parts by weight, di-n-butyl phthalate: 5 parts by weight of the mixture was mixed in a ball mill using zirconium oxide balls for 24 hours, and the resulting slurry was vacuumed After defoaming, the slurry was molded and dried to a thickness of 0.2 mm on a polyethylene terephthalate film with a release agent using a doctor blade coater to obtain a molded body.

次に得られた成形体を30×30mmの形に切断後、空気中にて1600℃で2時間焼結した後、ショットブラスト加工を施した。この酸化ジルコニウム焼結体の諸元は、以下の通りであった。
焼結体平均粒子径:0.005mm
焼結体厚み :0.18mm
密度 :5.9g/cm3(理論密度の98%)
表面粗さRa :0.7μm
反り率 :0.1%
ここで、該酸化ジルコニウム焼結体をセラミックス製焼結用治具として用いて、チタン酸バリウムからなる成形体を載せ、空気中で1300℃、2時間焼結を行った。その結果、被焼結体の変形はなかったが、実施例1,2と比較して焼結用治具と被焼結体との接着はわずかにあったが、容易に剥がれ、治具が汚染されることはなかった。また、強度は問題がなくハンドリング性が良好であり、繰り返し使用が可能であった。
実施例8:
BET比表面積が2.5m2/g、平均粒子径が0.5μmである酸化イットリウムを8mol%含む安定化酸化ジルコニウム粉末:100重量部と、トルエン:30重量部、2−プロパノール:30重量部、共栄社化学製オリコックスKC−800(商品名):10重量部、ジ−n−ブチルフタレート:5重量部の混合物を酸化ジルコニウムボールを用いたボールミルで24時間混合し、得られたスラリーを真空中で脱泡後、そのスラリーをドクターブレードコーターで離型剤付きポリエチレンテレフタレートフィルム上に厚み0.2mmになるように成形・乾燥を行い成形体を得た。
Next, the obtained molded body was cut into a 30 × 30 mm shape, sintered in air at 1600 ° C. for 2 hours, and then subjected to shot blasting. The specifications of the sintered zirconium oxide were as follows.
Sintered body average particle size: 0.005 mm
Sintered body thickness: 0.18 mm
Density: 5.9 g / cm 3 (98% of theoretical density)
Surface roughness Ra: 0.7 μm
Warpage rate: 0.1%
Here, using this zirconium oxide sintered body as a ceramic sintering jig, a compact made of barium titanate was placed and sintered in air at 1300 ° C. for 2 hours. As a result, there was no deformation of the sintered body, but there was a slight adhesion between the sintering jig and the sintered body as compared with Examples 1 and 2, but it was easily peeled off and the jig was removed. There was no contamination. Moreover, there was no problem with the strength, the handling property was good, and repeated use was possible.
Example 8:
Stabilized zirconium oxide powder containing 8 mol% of yttrium oxide having a BET specific surface area of 2.5 m 2 / g and an average particle diameter of 0.5 μm: 100 parts by weight, toluene: 30 parts by weight, 2-propanol: 30 parts by weight , Kyoeisha Chemical Oricox KC-800 (trade name): 10 parts by weight, di-n-butyl phthalate: 5 parts by weight of the mixture was mixed in a ball mill using zirconium oxide balls for 24 hours, and the resulting slurry was vacuumed. After defoaming, the slurry was molded and dried to a thickness of 0.2 mm on a polyethylene terephthalate film with a release agent using a doctor blade coater to obtain a molded body.

次に得られた成形体を30×30mmの形に切断後、空気中にて1800℃で2時間焼結した後、ショットブラスト加工を施した。この酸化ジルコニウム焼結体の諸元は、以下の通りであった。
焼結体平均粒子径:0.02mm
焼結体厚み :0.18mm
密度 :5.7g/cm3(理論密度の95%)
表面粗さRa :2μm
反り率 :0.1%
ここで、該酸化ジルコニウム焼結体をセラミックス製焼結用治具として用いて、チタン酸バリウムからなる成形体を載せ、空気中で1300℃、2時間焼結を行った。その結果、実施例1,2と比較して強度が低下しているためハンドリング性は若干劣るが使用可能であり、焼結用治具と被焼結体とは接着はなく、被焼結体の変形もなかった。また、繰り返し使用も可能であった。
比較例1:
BET比表面積が7.7m2/g、平均粒子径が0.5μmである酸化イットリウムを3mol%含む酸化ジルコニウム粉末:100重量部と、トルエン:30重量部、2−プロパノール:30重量部、共栄社化学製オリコックスKC−800(商品名):10重量部、ジ−n−ブチルフタレート:5重量部の混合物を酸化ジルコニウムボールを用いたボールミルで24時間混合し、得られたスラリーを真空中で脱泡後、そのスラリーをドクターブレードコーターで離型剤付きポリエチレンテレフタレートフィルム上に厚み0.2mmになるように成形・乾燥を行い成形体を得た。
Next, the obtained molded body was cut into a 30 × 30 mm shape, sintered in air at 1800 ° C. for 2 hours, and then subjected to shot blasting. The specifications of the sintered zirconium oxide were as follows.
Sintered body average particle diameter: 0.02 mm
Sintered body thickness: 0.18 mm
Density: 5.7 g / cm 3 (95% of theoretical density)
Surface roughness Ra: 2 μm
Warpage rate: 0.1%
Here, using this zirconium oxide sintered body as a ceramic sintering jig, a molded body made of barium titanate was placed and sintered in air at 1300 ° C. for 2 hours. As a result, since the strength is lower than in Examples 1 and 2, the handling property is slightly inferior, but it can be used, and the sintering jig and the sintered body are not bonded, and the sintered body There was no deformation. Moreover, repeated use was possible.
Comparative Example 1:
Zirconium oxide powder containing 3 mol% of yttrium oxide having a BET specific surface area of 7.7 m 2 / g and an average particle diameter of 0.5 μm: 100 parts by weight, toluene: 30 parts by weight, 2-propanol: 30 parts by weight, Kyoeisha Chemical Oricox KC-800 (trade name): 10 parts by weight, di-n-butyl phthalate: 5 parts by weight of a mixture were mixed in a ball mill using zirconium oxide balls for 24 hours, and the resulting slurry was vacuumed After defoaming, the slurry was molded and dried to a thickness of 0.2 mm on a polyethylene terephthalate film with a release agent using a doctor blade coater to obtain a molded body.

次に得られた成形体を30×30mmの形に切断後、空気中にて1450℃で2時間焼結した後、ショットブラスト加工を施した。この酸化ジルコニウム焼結体の諸元は、以下の通りであった。   Next, the obtained molded body was cut into a 30 × 30 mm shape, sintered in air at 1450 ° C. for 2 hours, and then subjected to shot blasting. The specifications of the sintered zirconium oxide were as follows.

焼結体平均粒子径:0.001μm
焼結体厚み :0.18mm
密度 :6g/cm3(理論密度の98%)
表面粗さRa :0.1μm
反り率 :0.1%
ここで、該酸化ジルコニウム焼結体をセラミックス製焼結用治具として用いて、チタン酸バリウムからなる成形体を載せ、空気中で1300℃、2時間焼結を行った。その結果、焼結用治具と被焼結体が接着し繰り返し使用ができなかった。
比較例2:
BET比表面積が7.7m2/g、平均粒子径が0.5μmである酸化イットリウムを8mol%含む安定化酸化ジルコニウム粉末:100重量部と、トルエン:30重量部、2−プロパノール:30重量部、共栄社化学製オリコックスKC−800(商品名):10重量部、ジ−n−ブチルフタレート:5重量部の混合物を酸化ジルコニウムボールを用いたボールミルで24時間混合し、得られたスラリーを真空中で脱泡後、そのスラリーをドクターブレードコーターで離型剤付きポリエチレンテレフタレートフィルム上に厚み0.2mmになるように成形・乾燥を行い成形体を得た。
Sintered body average particle size: 0.001 μm
Sintered body thickness: 0.18 mm
Density: 6 g / cm 3 (98% of theoretical density)
Surface roughness Ra: 0.1 μm
Warpage rate: 0.1%
Here, using this zirconium oxide sintered body as a ceramic sintering jig, a molded body made of barium titanate was placed and sintered in air at 1300 ° C. for 2 hours. As a result, the sintering jig and the object to be sintered were bonded and could not be used repeatedly.
Comparative Example 2:
Stabilized zirconium oxide powder containing 8 mol% of yttrium oxide having a BET specific surface area of 7.7 m 2 / g and an average particle diameter of 0.5 μm: 100 parts by weight, toluene: 30 parts by weight, 2-propanol: 30 parts by weight Kyoeisha Chemical Oricox KC-800 (trade name): 10 parts by weight, di-n-butyl phthalate: 5 parts by weight of the mixture was mixed in a ball mill using zirconium oxide balls for 24 hours, and the resulting slurry was vacuumed. After defoaming, the slurry was molded and dried to a thickness of 0.2 mm on a polyethylene terephthalate film with a release agent using a doctor blade coater to obtain a molded body.

次に得られた成形体を30×30mmの形に切断後、空気中にて1800℃で2時間焼結した後、ショットブラスト加工を施した。この酸化ジルコニウム焼結体の諸元は、以下の通りであった。
焼結体平均粒子径:0.04mm
焼結体厚み :0.18mm
密度 :5.9g/cm3(理論密度の98%)
表面粗さRa :2.5μm
反り率 :0.1%
ここで、該酸化ジルコニウム焼結体をセラミックス製焼結用治具として用いて、チタン酸バリウムからなる成形体を載せ、空気中で1300℃、2時間焼結を行った。その結果、焼結用治具と被焼結体とは接着はなく、被焼結体の変形もなかったが、強度が低下しており多数破損する不具合が生じ繰り返し使用困難であった。
Next, the obtained molded body was cut into a 30 × 30 mm shape, sintered in air at 1800 ° C. for 2 hours, and then subjected to shot blasting. The specifications of the sintered zirconium oxide were as follows.
Sintered body average particle diameter: 0.04 mm
Sintered body thickness: 0.18 mm
Density: 5.9 g / cm 3 (98% of theoretical density)
Surface roughness Ra: 2.5 μm
Warpage rate: 0.1%
Here, using this zirconium oxide sintered body as a ceramic sintering jig, a molded body made of barium titanate was placed and sintered in air at 1300 ° C. for 2 hours. As a result, there was no adhesion between the sintering jig and the object to be sintered, and there was no deformation of the object to be sintered.

Figure 2006027984
Figure 2006027984

Claims (13)

セラミックス焼結体の平均粒子径が0.005〜0.03mmである、セラミックス焼結体からなるセラミックス製焼結用治具。   A ceramic sintering jig comprising a ceramic sintered body, wherein the ceramic sintered body has an average particle diameter of 0.005 to 0.03 mm. セラミックス焼結体の厚みが0.05〜0.5mmである、請求項1記載のセラミックス製焼結用治具。   The ceramic sintering jig according to claim 1, wherein the thickness of the ceramic sintered body is 0.05 to 0.5 mm. 密度が理論密度の95%以上であるセラミックス焼結体からなる、請求項1または2に記載のセラミックス製焼結用治具。   The ceramic sintering jig according to claim 1 or 2, comprising a ceramic sintered body having a density of 95% or more of a theoretical density. 被焼結体が接する面の表面粗さRaが0.7〜5μmである、請求項1〜3のいずれかに記載のセラミックス製焼結用治具。   The ceramic sintering jig according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface roughness Ra of the surface in contact with the sintered body is 0.7 to 5 µm. セラミックス焼結体の反り率が0.5%以下である、請求項1〜4のいずれかに記載のセラミックス製焼結用治具。   The ceramic sintering jig according to any one of claims 1 to 4, wherein a warpage rate of the ceramic sintered body is 0.5% or less. 前記セラミックス焼結体が、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素から選ばれる少なくとも1種を含んでなる、請求項1〜5のいずれかに記載のセラミックス製焼結用治具。   The ceramic sintering jig according to claim 1, wherein the ceramic sintered body includes at least one selected from zirconium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, silicon nitride, and silicon carbide. . 前記セラミックス焼結体の主成分が酸化ジルコニウムであって、かつ酸化イットリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、希土類酸化物の少なくともいずれか1種を6〜20mol%含有する、請求項1〜6のいずれかに記載のセラミックス製焼結用治具。   The main component of the ceramic sintered body is zirconium oxide, and contains 6 to 20 mol% of at least one of yttrium oxide, calcium oxide, magnesium oxide, and rare earth oxide. The ceramic sintering jig described in 1. セラミックス粉末と造粒剤とを混合してスラリーを調合する工程と、そのスラリーを支持体の上に塗布または戴置し乾燥することで成形体を得る工程と、その成形体を焼結する工程とを含むセラミックス製焼結用治具の製造方法。   A step of mixing a ceramic powder and a granulating agent to prepare a slurry, a step of applying or placing the slurry on a support and drying to obtain a formed body, and a step of sintering the formed body A method for manufacturing a ceramic sintering jig comprising: 前記セラミックス粉末が酸化ジルコニウム粉末、酸化アルミニウム粉末、酸化珪素粉末、窒化珪素粉末、炭化珪素粉末から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項8に記載のセラミックス製焼結用治具の製造方法。   The method for manufacturing a ceramic sintering jig according to claim 8, wherein the ceramic powder includes at least one selected from zirconium oxide powder, aluminum oxide powder, silicon oxide powder, silicon nitride powder, and silicon carbide powder. 前記セラミックス粉末の主成分が酸化ジルコニウムであって、かつ酸化イットリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、希土類酸化物の少なくともいずれか1種を6〜20mol%含有する、請求項8または9に記載のセラミックス製焼結用治具の製造方法。   10. The ceramic product according to claim 8, wherein the main component of the ceramic powder is zirconium oxide and contains 6 to 20 mol% of at least one of yttrium oxide, calcium oxide, magnesium oxide, and rare earth oxide. A method for manufacturing a sintering jig. 前記セラミックス粉末のBET比表面積が3〜15m2/gであり、前記スラリー中における平均粒子径が0.1〜3μmである請求項8〜10のいずれかに記載のセラミックス製焼結用治具の製造方法。 The ceramic sintering jig according to claim 8, wherein the ceramic powder has a BET specific surface area of 3 to 15 m 2 / g and an average particle diameter in the slurry of 0.1 to 3 μm. Manufacturing method. 成形体を焼結する工程における焼結の温度が1450〜1800℃である請求項8〜11のいずれかに記載のセラミックス製焼結用治具の製造方法。   The method for manufacturing a ceramic sintering jig according to any one of claims 8 to 11, wherein a sintering temperature in the step of sintering the compact is 1450 to 1800 ° C. 被焼結体が接する面をショットブラスト加工する工程を含む請求項8〜12のいずれかに記載のセラミックス製焼結用治具の製造方法。   The method for manufacturing a ceramic sintering jig according to any one of claims 8 to 12, comprising a step of shot blasting a surface in contact with a sintered body.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013121917A (en) * 2013-02-14 2013-06-20 Tokyo Yogyo Co Ltd Burning setter
JP2016088831A (en) * 2014-10-29 2016-05-23 住友金属鉱山株式会社 Cylindrical ceramic sintered compact and method for production thereof

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