JP2011246316A - Method for firing ceramic and ceramic firing device - Google Patents

Method for firing ceramic and ceramic firing device Download PDF

Info

Publication number
JP2011246316A
JP2011246316A JP2010122753A JP2010122753A JP2011246316A JP 2011246316 A JP2011246316 A JP 2011246316A JP 2010122753 A JP2010122753 A JP 2010122753A JP 2010122753 A JP2010122753 A JP 2010122753A JP 2011246316 A JP2011246316 A JP 2011246316A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
firing
container
gas
gas supply
ceramic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2010122753A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayasu Konishi
正康 小西
Ikuo Taki
郁夫 滝
Morio Fujiwara
盛男 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2010122753A priority Critical patent/JP2011246316A/en
Publication of JP2011246316A publication Critical patent/JP2011246316A/en
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for firing ceramic for preventing inflow of impurities such as oxygen into a firing container.SOLUTION: An atmospheric gas is directly supplied from a gas supply source 5 arranged outside a firing furnace 1 into the firing container 10 through a gas supply port 12 formed in the firing container 10. The atmospheric gas supplied from the gas supply port 12 is circulated in the firing container 10 and then the gas is discharged outside the firing container 10 through a gas discharge outlet 13.

Description

この発明は、焼成炉内でセラミックを焼成する方法に係り、特に、雰囲気ガスを供給した焼成炉内でセラミックを焼成する方法に関する。
また、この発明は、このようにしてセラミックを焼成するセラミック焼成装置にも関している。
The present invention relates to a method for firing ceramics in a firing furnace, and more particularly to a method for firing ceramics in a firing furnace supplied with atmospheric gas.
The present invention also relates to a ceramic firing apparatus for firing ceramics in this way.

窒化ケイ素などのセラミックは、自動車部品などの機械部品に広く利用されている。このようなセラミックは焼成炉内で焼成されることにより製造されているが、セラミック原料を雰囲気と反応させずに焼成するとセラミックの収縮により緻密化され、その収縮のばらつきにより焼結体の寸法にもばらつきが発生するといった問題があった。
この問題に対し、セラミック原料として窒化ケイ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、アルミナ、ジルコニア等を用いて、焼結が完了しない温度で保持後、降温することで収縮率の小さいセラミックスを得る方法がある。また、セラミック原料としてケイ素を含むものを用い、窒素雰囲気下で反応させて焼結することで窒化ケイ素、サイアロン等を結晶相として生じさせる方法により、焼結時の収縮をさらに抑制させることもできる。
このように、焼結時に雰囲気ガスとの反応を伴う反応焼結を用いたセラミックの焼成は、一般に、図6に示すように、焼成炉21内に載置されたルツボ等の焼成容器22内に被処理物Cを段積みし、ガス供給源23から雰囲気ガスを焼成炉21内に供給して還元雰囲気とした焼成炉21内をヒーター24で昇温することで行われていた。雰囲気ガスは焼成容器22の開口部25から焼成容器22内に流入するが、開口部25が1つしか設けられていないため、焼成容器22内の雰囲気ガスの流れを制御することはできず、雰囲気ガスを焼成容器22内の被処理物Cに均一に供給することは困難であった。また、焼成炉21内ではヒーター24や炉材などから酸素が発生しており、発生した酸素が雰囲気ガスと共に焼成容器22内に流入し、焼成容器22内の被処理物Cを酸化させて焼成効果を低下させるおそれがあった。
Ceramics such as silicon nitride are widely used for machine parts such as automobile parts. Such a ceramic is manufactured by firing in a firing furnace, but if the ceramic raw material is fired without reacting with the atmosphere, the ceramic is densified due to shrinkage of the ceramic, and due to the variation in shrinkage, the size of the sintered body is reduced. There was also a problem that variation occurred.
In order to solve this problem, there is a method of obtaining ceramics having a small shrinkage rate by using silicon nitride, silicon carbide, boron carbide, alumina, zirconia or the like as a ceramic raw material, and holding the temperature at a temperature at which sintering is not completed and then lowering the temperature. Further, by using a ceramic raw material containing silicon and reacting in a nitrogen atmosphere and sintering, silicon nitride, sialon, etc. can be produced as a crystalline phase, and shrinkage during sintering can be further suppressed. .
As described above, the firing of the ceramic using the reactive sintering accompanied by the reaction with the atmospheric gas during the sintering is generally performed in the firing container 22 such as a crucible placed in the firing furnace 21 as shown in FIG. The objects to be processed C are stacked, and the atmosphere gas is supplied from the gas supply source 23 into the firing furnace 21 to raise the temperature in the firing furnace 21 in a reducing atmosphere by the heater 24. The atmospheric gas flows into the baking container 22 from the opening 25 of the baking container 22, but since only one opening 25 is provided, the flow of the atmospheric gas in the baking container 22 cannot be controlled. It was difficult to uniformly supply the atmospheric gas to the workpiece C in the baking container 22. Further, oxygen is generated from the heater 24 and the furnace material in the firing furnace 21, and the generated oxygen flows into the firing container 22 together with the atmospheric gas, and oxidizes the workpiece C in the firing container 22 and fires. There was a risk of reducing the effect.

そこで、例えば、特許文献1には、雰囲気ガスを焼成容器内に均一に拡散して焼成するセラミックの焼成方法が提案されている。このセラミックの焼成方法では、焼成室を上室と下室に区画し、その下室側から雰囲気ガスを焼成容器内に導くことで雰囲気ガスを焼成容器内に均一に拡散させている。   Thus, for example, Patent Document 1 proposes a ceramic firing method in which atmospheric gas is uniformly diffused in a firing container and fired. In this ceramic firing method, the firing chamber is divided into an upper chamber and a lower chamber, and the atmosphere gas is uniformly diffused into the firing container by introducing the atmosphere gas into the firing container from the lower chamber side.

特開平4−144973号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-144773

しかしながら、この焼成方法においても下室に設置されたヒーター等から生じた酸素が雰囲気ガスと共に焼成容器内に流入するため、被処理物が酸化されてしまう。   However, also in this baking method, oxygen generated from a heater or the like installed in the lower chamber flows into the baking container together with the atmospheric gas, so that the object to be processed is oxidized.

この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、焼成容器内への酸素等の不純物の流入を抑制したセラミック焼成方法を提供することを目的とする。
また、この発明は、このようにしてセラミックを焼成するセラミック焼成装置を提供することも目的としている。
The present invention has been made to solve such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a ceramic firing method that suppresses the inflow of impurities such as oxygen into the firing vessel.
Another object of the present invention is to provide a ceramic firing apparatus for firing ceramics in this way.

上記目的を達成するために、本発明に係るセラミック焼成方法は、被処理物を内部に載置した焼成容器を焼成炉内に配置して前記被処理物の焼成を行うセラミック焼成方法であって、前記焼成炉外に配置されたガス供給源からの雰囲気ガスを前記焼成容器に形成されたガス供給口から前記焼成容器内に直接供給し、前記焼成容器内において前記ガス供給口から供給された前記雰囲気ガスを流通させてガス排出口から前記焼成容器外に排出する方法である。   In order to achieve the above object, a ceramic firing method according to the present invention is a ceramic firing method in which a firing container in which a workpiece is placed is placed in a firing furnace and the workpiece is fired. An atmosphere gas from a gas supply source arranged outside the firing furnace is directly supplied into the firing container from a gas supply port formed in the firing container, and is supplied from the gas supply port in the firing container. In this method, the atmospheric gas is circulated and discharged out of the firing container through a gas discharge port.

ここで、前記雰囲気ガスは、前記焼成容器の底面側から前記焼成容器内に供給され、前記焼成容器の上面側から前記焼成容器外に排出することができる。
また、前記雰囲気ガスは、前記焼成容器の上面側から前記焼成容器内に供給され、前記焼成容器の下面側から前記焼成容器外に排出してもよい。
Here, the atmospheric gas can be supplied into the baking container from the bottom surface side of the baking container and discharged out of the baking container from the upper surface side of the baking container.
Further, the atmospheric gas may be supplied into the baking container from the upper surface side of the baking container and discharged out of the baking container from the lower surface side of the baking container.

また、焼成されるセラミックは、窒化ケイ素であることが好ましい。
また、前記雰囲気ガスは、窒素、水素、およびアルゴンのうち少なくとも1つからなることが好ましい。
また、前記雰囲気ガスは、前記焼成容器の前記ガス供給口に配置された還元剤を介して前記焼成容器内に供給することができる。
The fired ceramic is preferably silicon nitride.
Moreover, it is preferable that the said atmospheric gas consists of at least 1 among nitrogen, hydrogen, and argon.
Moreover, the said atmospheric gas can be supplied in the said baking container via the reducing agent arrange | positioned at the said gas supply port of the said baking container.

また、本発明に係るセラミック焼成装置は、被処理物を内部に載置した焼成容器を焼成炉内に配置して前記被処理物の焼成を行うセラミック焼成装置であって、雰囲気ガスを内部に供給するためのガス供給口と前記雰囲気ガスを外部に排出するためのガス排出口が形成された焼成容器と、前記焼成炉外に配置された前記ガス供給源からの前記雰囲気ガスを前記ガス供給口から前記焼成容器内に直接供給するガス供給管とを有し、前記焼成容器内において前記ガス供給口から供給された前記雰囲気ガスを流通させて前記ガス排出口から前記焼成容器外に排出する装置である。   Further, the ceramic firing apparatus according to the present invention is a ceramic firing apparatus for firing a workpiece by placing a firing container in which the workpiece is placed in a firing furnace. A gas supply port for supplying a gas and a gas discharge port for discharging the atmospheric gas to the outside, and a gas supply of the atmospheric gas from the gas supply source arranged outside the baking furnace A gas supply pipe that is directly supplied into the firing container from the mouth, and circulates the atmospheric gas supplied from the gas supply port in the firing container and discharges it from the gas discharge port to the outside of the firing container. Device.

ここで、前記焼成炉内の下部に前記焼成容器を載置する容器台をさらに有し、前記ガス供給口が前記焼成容器の下面に設けられると共に前記ガス排出口が前記焼成容器の上面に設けられ、前記ガス供給管は前記容器台の内部を通って前記ガス排出口に達するように設けられることで前記雰囲気ガスを前記焼成容器内に直接供給することができる。   Here, the apparatus further includes a container base for placing the baking container at a lower portion in the baking furnace, the gas supply port is provided on the lower surface of the baking container, and the gas discharge port is provided on the upper surface of the baking container. The gas supply pipe is provided so as to reach the gas discharge port through the inside of the container table, so that the atmospheric gas can be directly supplied into the baking container.

また、前記焼成容器内の前記被処理物を載置する載置部をさらに有し、前記載置部は、前記被処理物を段積み可能に設置することもできる。
また、前記焼成容器の前記ガス供給口に前記焼成容器内に供給される前記雰囲気ガスを還元する還元剤をさらに有することもできる。
Moreover, it has further a mounting part which mounts the said to-be-processed object in the said baking container, and the said description part can also install the said to-be-processed object so that stacking is possible.
The gas supply port of the baking container may further include a reducing agent that reduces the atmospheric gas supplied into the baking container.

本発明によれば、焼成容器内への酸素等の不純物の流入を抑制することができる。   According to the present invention, the inflow of impurities such as oxygen into the firing container can be suppressed.

本発明の実施形態1に係るセラミック焼成装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the ceramic baking apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 実施形態1で用いられた容器台の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the container stand used in Embodiment 1. 実施形態1の変形例に係るセラミック焼成装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the ceramic baking apparatus which concerns on the modification of Embodiment 1. 実施形態1の他の変形例に係るセラミック焼成装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the ceramic baking apparatus which concerns on the other modification of Embodiment 1. 実施形態2に係るセラミック焼成装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the ceramic baking apparatus which concerns on Embodiment 2. FIG. 従来例におけるセラミック焼成装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the ceramic baking apparatus in a prior art example.

以下に、添付の図面に示す好適な実施形態に基づいて、この発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

実施形態1
図1に、本発明の実施形態1に係るセラミック焼成装置の構成を示す。セラミック焼成装置は、耐熱材料で構成された焼成炉1を有する。焼成炉1は、その内部に中空の空間である焼成室2を有し外部から機密に保たれている。焼成炉1を構成する耐熱材料としては、例えば、アルミナ等が利用できる。
Embodiment 1
In FIG. 1, the structure of the ceramic baking apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention is shown. The ceramic firing apparatus has a firing furnace 1 made of a heat-resistant material. The firing furnace 1 has a firing chamber 2 that is a hollow space inside and is kept secret from the outside. As the heat resistant material constituting the firing furnace 1, for example, alumina or the like can be used.

焼成炉1内の下部にはガス供給管3が設置され、焼成炉1の上部にはガス排出管4が設置されている。ガス供給管3は、焼成炉1の外部に配置されたガス供給源5と接続されており、ガス供給源5から所定の流量で供給される窒素(雰囲気ガス)を焼成炉1の内部に導く。また、ガス排出管4は圧力調整弁6と図示しない減圧装置に接続されており、減圧装置により焼成炉1の内部の窒素がガス排出管4を介して焼成炉1の外部に排出されることで焼成室2を所定の真空度にすると共に、圧力調整弁6により焼成室2が所定の真空度を維持するよう調節される。   A gas supply pipe 3 is installed in the lower part of the firing furnace 1, and a gas discharge pipe 4 is installed in the upper part of the firing furnace 1. The gas supply pipe 3 is connected to a gas supply source 5 disposed outside the firing furnace 1, and introduces nitrogen (atmospheric gas) supplied from the gas supply source 5 at a predetermined flow rate into the firing furnace 1. . Further, the gas discharge pipe 4 is connected to a pressure regulating valve 6 and a decompression device (not shown), and nitrogen inside the firing furnace 1 is discharged to the outside of the firing furnace 1 through the gas discharge pipe 4 by the decompression device. The firing chamber 2 is adjusted to a predetermined degree of vacuum, and the pressure adjusting valve 6 is adjusted to maintain the predetermined degree of vacuum in the firing chamber 2.

焼成炉1の天井部には、焼成室2の温度を昇温させるヒーター7が設置されている。ヒーター7としては、例えば、二ケイ化モリブデンヒーター等が利用できる。
焼成炉1内の底部には、焼成容器を載置するための容器台8が配置されている。容器台8には、ガス供給管3を容器台8の外側面から中央部まで通すための管路9が形成されている。
容器台8の上面には、焼成容器10が載置される。焼成容器10は、その内部に被処理物Cを載置するための載置部11を有する。載置部11は、焼成容器10の軸方向(鉛直方向)に複数設置されており、複数の被処理物Cが段積みされる。なお、載置部11は、多数の貫通孔が形成された板状部材、網状部材等の通気性を有するものであり、雰囲気ガスを鉛直方向に通すことができる。また、焼成容器10は、下面を貫通するガス供給口12と上面を貫通するガス排出口13とを有する。窒素は、ガス供給口12から焼成容器10の内部に供給されると共にガス排出口13から焼成容器10の外部に排出される。焼成容器10としては、例えば、ルツボまたはセッター等が利用できる。
なお、本実施形態において、被処理物Cはケイ素からなるものとする。
A heater 7 that raises the temperature of the firing chamber 2 is installed on the ceiling of the firing furnace 1. As the heater 7, for example, a molybdenum disilicide heater or the like can be used.
A container base 8 for placing the firing container is disposed at the bottom of the firing furnace 1. The container base 8 is formed with a conduit 9 for passing the gas supply pipe 3 from the outer surface of the container base 8 to the center.
A baking container 10 is placed on the upper surface of the container base 8. The firing container 10 has a placement portion 11 for placing the workpiece C therein. A plurality of placement units 11 are installed in the axial direction (vertical direction) of the baking container 10, and a plurality of objects to be processed C are stacked. In addition, the mounting part 11 has air permeability such as a plate-like member or a net-like member in which a large number of through-holes are formed, and allows atmospheric gas to pass in the vertical direction. Moreover, the baking container 10 has a gas supply port 12 that penetrates the lower surface and a gas discharge port 13 that penetrates the upper surface. Nitrogen is supplied from the gas supply port 12 to the inside of the baking container 10 and is discharged from the gas discharge port 13 to the outside of the baking container 10. As the baking container 10, for example, a crucible or a setter can be used.
In the present embodiment, the workpiece C is made of silicon.

図2に容器台8の構成を示す。容器台8は、上面に焼成容器10を載置できるような円板状の形状を有し、その厚さはガス供給管3の外径よりも大きくなっている。容器台8には、ガス供給管3を通すために、外側面から中央部に向かって切り欠いた管路9が形成されている。管路9内にガス供給源5と接続されたガス供給管3が設置されることで、窒素が焼成炉1の外部に配置されているガス供給源5からガス供給管3を介して容器台8の中央部に供給される。一方、焼成容器10は、焼成容器10の下面中央部に形成されたガス供給口12と容器台8の中央部とを位置合わせして、容器台8の上面に載置されている。これにより、焼成炉1の外部に配置されたガス供給源5からの窒素が、ほとんど焼成容器10外に漏れることなく、ガス供給管3を介して焼成容器10に形成されたガス供給口12から焼成容器10の内部に直接供給される。   FIG. 2 shows the configuration of the container base 8. The container base 8 has a disk shape on which the firing container 10 can be placed on the upper surface, and the thickness thereof is larger than the outer diameter of the gas supply pipe 3. In the container base 8, a pipe line 9 is formed by cutting out from the outer surface toward the center for passing the gas supply pipe 3. By installing the gas supply pipe 3 connected to the gas supply source 5 in the pipe line 9, the container base is connected via the gas supply pipe 3 from the gas supply source 5 in which nitrogen is arranged outside the firing furnace 1. 8 is supplied to the central part. On the other hand, the firing container 10 is placed on the upper surface of the container table 8 by aligning the gas supply port 12 formed at the center of the lower surface of the firing container 10 with the center portion of the container table 8. Thereby, nitrogen from the gas supply source 5 disposed outside the firing furnace 1 hardly leaks out of the firing container 10 and from the gas supply port 12 formed in the firing container 10 via the gas supply pipe 3. It is supplied directly into the firing container 10.

次に、図1に示したセラミック焼成装置の動作を説明する。   Next, the operation of the ceramic firing apparatus shown in FIG. 1 will be described.

まず、図2に示すように、焼成炉1の外部に配置されたガス供給源5と接続されたガス供給管3が、容器台8の外側面から中央部に向かって形成された管路9内に設置される。次に、焼成容器10が、焼成容器10の下面中央部を貫通して形成されたガス供給口12と容器台8の中央部とを位置合わせして容器台8の上面に載置される。載置された焼成容器10の載置部11に複数の被処理物Cが段積みされる。   First, as shown in FIG. 2, a pipe 9 in which a gas supply pipe 3 connected to a gas supply source 5 arranged outside the firing furnace 1 is formed from the outer surface of the container base 8 toward the center portion. Installed inside. Next, the firing container 10 is placed on the upper surface of the container table 8 by aligning the gas supply port 12 formed through the center of the lower surface of the firing container 10 and the center of the container table 8. A plurality of objects to be processed C are stacked on the placement portion 11 of the placed firing container 10.

続いて、焼成室2の空気が減圧装置によりガス排出管4から排出される。焼成室2が例えば−0.1MPa以下まで減圧されると、例えば前処理において被処理物Cに含有した炭素を燃焼させるためにヒーター7で焼成室2を600℃近傍まで昇温し、焼成炉1の外部に配置されたガス供給源5から2〜4L/minの流量で窒素が供給される。その後、焼成室2内の圧力が、例えば−0.09〜−0.08MPaとなると、ガス供給源5からの窒素の流量は所定の流量に切り換えられる。
ガス供給源5から所定の流量で供給される窒素は、ガス供給源5と接続されたガス供給管3により焼成容器10のガス供給口12まで導かれ、ガス供給口12から焼成容器10の内部に直接供給される。焼成容器10内に供給された窒素は、ガス供給源5から供給される窒素の流量に従い、被処理物Cが段積みされた焼成容器10の内部をガス排出口13の方向に流通する。ここで、ガス供給源5から供給される窒素の流量は、焼成容器10の外部に存在する酸素などの気体がガス排出口13から焼成容器10の内部に流入しない程度に調整されており、例えば0.3〜2L/minの流量で供給される。
焼成容器10の内部が窒素で満たされると、焼成室2が例えば1300℃〜1500℃までヒーター7により昇温されて焼成容器10の内部に段積みされた被処理物Cが焼成される。
Subsequently, the air in the firing chamber 2 is discharged from the gas discharge pipe 4 by the decompression device. When the firing chamber 2 is depressurized to, for example, −0.1 MPa or less, the firing chamber 2 is heated to around 600 ° C. with the heater 7 in order to burn the carbon contained in the workpiece C in the pretreatment, for example. Nitrogen is supplied at a flow rate of 2 to 4 L / min from a gas supply source 5 disposed outside of 1. Thereafter, when the pressure in the firing chamber 2 becomes, for example, −0.09 to −0.08 MPa, the flow rate of nitrogen from the gas supply source 5 is switched to a predetermined flow rate.
Nitrogen supplied at a predetermined flow rate from the gas supply source 5 is led to the gas supply port 12 of the firing container 10 through the gas supply pipe 3 connected to the gas supply source 5, and the inside of the firing container 10 is supplied from the gas supply port 12 Supplied directly to. The nitrogen supplied into the baking container 10 flows in the direction of the gas discharge port 13 through the inside of the baking container 10 on which the objects to be processed C are stacked in accordance with the flow rate of nitrogen supplied from the gas supply source 5. Here, the flow rate of nitrogen supplied from the gas supply source 5 is adjusted to such an extent that a gas such as oxygen existing outside the baking container 10 does not flow into the baking container 10 from the gas discharge port 13. It is supplied at a flow rate of 0.3 to 2 L / min.
When the inside of the firing container 10 is filled with nitrogen, the firing chamber 2 is heated to, for example, 1300 ° C. to 1500 ° C. by the heater 7, and the workpiece C stacked in the firing container 10 is fired.

これにより、焼成容器10の外部ではヒーター7等から酸素が発生しているが、発生した酸素が焼成容器10の内部に流入するのを抑制することで、焼成時における被処理物Cを構成するケイ素の酸化を抑制し、窒化酸化ケイ素が生成されるのを抑制することができる。   Thereby, oxygen is generated from the heater 7 or the like outside the baking container 10, but the processed object C at the time of baking is configured by suppressing the generated oxygen from flowing into the baking container 10. The oxidation of silicon can be suppressed, and the formation of silicon nitride oxide can be suppressed.

このようにして、被処理物Cの焼成が行われ、被処理物Cを構成するケイ素が窒素と反応して窒化ケイ素が生成される。所望の焼成物が得られた時点で焼成を終了する。   In this way, the workpiece C is baked, and silicon constituting the workpiece C reacts with nitrogen to generate silicon nitride. Firing is terminated when a desired fired product is obtained.

本実施形態によれば、焼成容器10の外部で発生した酸素が焼成容器10の内部に流入するのを抑制することで、焼成時における被処理物Cの酸化を抑制することができる。これにより、焼成効果を向上させることができるので、耐熱性、靭性、および高質性に優れた窒化ケイ素からなる焼成物が得られると共に焼結物の寸法のばらつきも抑制し、自動車部品の他、ベアリング、タービンブレード、切削工具等に高い信頼性で使用することができる。   According to the present embodiment, by suppressing the oxygen generated outside the firing container 10 from flowing into the firing container 10, the oxidation of the workpiece C during firing can be suppressed. As a result, the firing effect can be improved, so that a fired product made of silicon nitride excellent in heat resistance, toughness, and high quality can be obtained, and variation in the size of the sintered product can be suppressed. , Bearings, turbine blades, cutting tools and the like can be used with high reliability.

なお、本実施形態において、ガス供給源5が供給する雰囲気ガスは、窒素以外の非酸化性ガスも利用でき、例えば、窒素、水素、アルゴンのうち少なくとも1つからなるガス等が利用できる。
また、本実施形態では窒化ケイ素の焼成を行ったが、窒化ケイ素以外のセラミックを焼成するものを被処理物Cに用いてもよく、例えばサイアロンを焼成するものを被処理物Cに用いてもよい。
In the present embodiment, the atmospheric gas supplied from the gas supply source 5 can also use a non-oxidizing gas other than nitrogen. For example, a gas composed of at least one of nitrogen, hydrogen, and argon can be used.
In the present embodiment, silicon nitride is fired. However, a material that fires ceramic other than silicon nitride may be used as the workpiece C. For example, a material that fires sialon may be used as the workpiece C. Good.

また、本実施形態において、図3に示されるように、ガス供給口12は、焼成容器10の側面の下側に形成してもよい。ガス供給源5からの雰囲気ガスは、ガス供給源5からガス供給口12に伸びるガス供給管3を介して、焼成容器10に直接供給される。焼成容器10に供給された雰囲気ガスは、ガス供給源5から供給される雰囲気ガスの流量に従い、被処理物Cが段積みされた焼成容器10の内部をガス排出口13の方向に流通する。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the gas supply port 12 may be formed below the side surface of the baking container 10. The atmospheric gas from the gas supply source 5 is directly supplied to the firing container 10 via the gas supply pipe 3 extending from the gas supply source 5 to the gas supply port 12. The atmospheric gas supplied to the baking container 10 flows in the direction of the gas discharge port 13 through the inside of the baking container 10 on which the objects to be processed C are stacked in accordance with the flow rate of the atmospheric gas supplied from the gas supply source 5.

また、本実施形態において、図4に示されるように、ガス供給口12は焼成容器10の上面に形成し、ガス排出口13は焼成容器10の側面の下側に形成してもよい。ガス供給源5からの雰囲気ガスは、ガス供給源5からガス供給口12に伸びるガス供給管3を介して、焼成容器10に直接供給される。焼成容器10の上方から供給された雰囲気ガスは、ガス供給源5から供給される雰囲気ガスの流量に従い、被処理物Cが段積みされた焼成容器10の内部を下方に形成されたガス排出口13の方向に流通する。   Moreover, in this embodiment, as FIG. 4 shows, the gas supply port 12 may be formed in the upper surface of the baking container 10, and the gas exhaust port 13 may be formed in the lower side of the side surface of the baking container 10. FIG. The atmospheric gas from the gas supply source 5 is directly supplied to the firing container 10 via the gas supply pipe 3 extending from the gas supply source 5 to the gas supply port 12. The atmosphere gas supplied from above the firing container 10 is a gas discharge port formed below the inside of the firing container 10 in which the objects to be processed C are stacked according to the flow rate of the atmosphere gas supplied from the gas supply source 5. It circulates in 13 directions.

実施形態2
図5に実施形態2に係るセラミック焼成装置の構成を示す。この実施形態2は、ガス供給源5から供給される雰囲気ガスに含まれる酸素を除去するためのもので、ガス供給口12に還元剤14を配置したものである。
焼成炉1の外部に配置されたガス供給源5からの雰囲気ガスは、ガス供給管3を通って還元剤14を介し焼成容器10の内部に直接供給される。この時、ガス供給源5からの雰囲気ガスに含まれる酸素が還元剤14により除去され、焼成容器10内には酸素濃度の低下した雰囲気ガスが供給される。これにより、被処理物Cの酸化をさらに抑制することができる。
なお、還元剤14としては、例えば、カーボンまたはチタン等が利用できる。
Embodiment 2
FIG. 5 shows the configuration of the ceramic firing apparatus according to the second embodiment. In the second embodiment, oxygen contained in the atmospheric gas supplied from the gas supply source 5 is removed, and a reducing agent 14 is disposed at the gas supply port 12.
The atmospheric gas from the gas supply source 5 arranged outside the firing furnace 1 is directly supplied into the firing container 10 through the gas supply pipe 3 and the reducing agent 14. At this time, oxygen contained in the atmospheric gas from the gas supply source 5 is removed by the reducing agent 14, and the atmospheric gas having a reduced oxygen concentration is supplied into the firing container 10. Thereby, the oxidation of the workpiece C can be further suppressed.
As the reducing agent 14, for example, carbon or titanium can be used.

上記の実施形態1および2では、ヒーター7が焼成炉1の天井部に設置されているが、焼成室2の温度を昇温させることができればよく、例えば焼成炉1の側部に設置することもできる。
また、実施形態1および2では、焼成容器10内の載置部11は被処理物Cを段積みするように構成されているため、多数の被処理物Cを同時に焼成することができる。ただし、多数の被処理物Cの焼成を必要としない場合は、載置部11は段積みするように構成しなくてもよい。
In Embodiments 1 and 2 above, the heater 7 is installed on the ceiling portion of the firing furnace 1, but it is sufficient that the temperature of the firing chamber 2 can be raised. For example, it is installed on the side of the firing furnace 1. You can also.
Moreover, in Embodiment 1 and 2, since the mounting part 11 in the baking container 10 is comprised so that the to-be-processed object C may be stacked, many to-be-processed objects C can be baked simultaneously. However, when it is not necessary to fire a large number of workpieces C, the placement unit 11 may not be configured to be stacked.

1 焼成炉、2 焼成室、3 ガス供給管、4 ガス排出管、5 ガス供給源、6 圧力調整弁、7 ヒーター、8 容器台、9 管路、10 焼成容器、11 載置部、12 ガス供給口、13 ガス排出口、14 還元剤、C 被処理物   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Firing furnace, 2 Firing chamber, 3 Gas supply pipe, 4 Gas discharge pipe, 5 Gas supply source, 6 Pressure adjustment valve, 7 Heater, 8 Container stand, 9 Pipe line, 10 Firing container, 11 Mounting part, 12 Gas Supply port, 13 Gas discharge port, 14 Reducing agent, C

Claims (10)

被処理物を内部に載置した焼成容器を焼成炉内に配置して前記被処理物の焼成を行うセラミック焼成方法であって、
前記焼成炉外に配置されたガス供給源からの雰囲気ガスを前記焼成容器に形成されたガス供給口から前記焼成容器内に直接供給し、
前記焼成容器内において前記ガス供給口から供給された前記雰囲気ガスを流通させてガス排出口から前記焼成容器外に排出することを特徴とするセラミック焼成方法。
A ceramic firing method for firing a workpiece by placing a firing container in which the workpiece is placed in a firing furnace,
An atmosphere gas from a gas supply source arranged outside the firing furnace is directly supplied into the firing container from a gas supply port formed in the firing container,
A ceramic firing method, wherein the atmosphere gas supplied from the gas supply port is circulated in the firing vessel and discharged out of the firing vessel through a gas discharge port.
前記雰囲気ガスは、前記焼成容器の底面側から前記焼成容器内に供給され、前記焼成容器の上面側から前記焼成容器外に排出されることを特徴とする請求項1に記載のセラミック焼成方法。   2. The ceramic firing method according to claim 1, wherein the atmospheric gas is supplied into the firing container from a bottom surface side of the firing container and is discharged out of the firing container from an upper surface side of the firing container. 前記雰囲気ガスは、前記焼成容器の上面側から前記焼成容器内に供給され、前記焼成容器の下面側から前記焼成容器外に排出されることを特徴とする請求項1に記載のセラミック焼成方法。   2. The ceramic firing method according to claim 1, wherein the atmospheric gas is supplied into the firing container from an upper surface side of the firing container and is discharged out of the firing container from a lower surface side of the firing container. 焼成されるセラミックは、窒化ケイ素であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のセラミック焼成方法。   The ceramic firing method according to claim 1, wherein the ceramic to be fired is silicon nitride. 前記雰囲気ガスは、窒素、水素、およびアルゴンのうち少なくとも1つからなることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のセラミック焼成方法。   5. The ceramic firing method according to claim 1, wherein the atmospheric gas is made of at least one of nitrogen, hydrogen, and argon. 前記雰囲気ガスは、前記焼成容器の前記ガス供給口に配置された還元剤を介して前記焼成容器内に供給されることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のセラミック焼成方法。   The ceramic firing method according to claim 1, wherein the atmospheric gas is supplied into the firing container through a reducing agent disposed at the gas supply port of the firing container. 被処理物を内部に載置した焼成容器を焼成炉内に配置して前記被処理物の焼成を行うセラミック焼成装置であって、
雰囲気ガスを内部に供給するためのガス供給口と前記雰囲気ガスを外部に排出するためのガス排出口が形成された焼成容器と、
前記焼成炉外に配置された前記ガス供給源からの前記雰囲気ガスを前記ガス供給口から前記焼成容器内に直接供給するガス供給管と
を有し、
前記焼成容器内において前記ガス供給口から供給された前記雰囲気ガスを流通させて前記ガス排出口から前記焼成容器外に排出することを特徴とするセラミック焼成装置。
A ceramic firing apparatus for firing a workpiece by placing a firing container in which the workpiece is placed in a firing furnace,
A firing container in which a gas supply port for supplying atmospheric gas to the inside and a gas discharge port for discharging the atmospheric gas to the outside;
A gas supply pipe for directly supplying the atmospheric gas from the gas supply source arranged outside the baking furnace into the baking container from the gas supply port;
A ceramic firing apparatus, wherein the atmosphere gas supplied from the gas supply port is circulated in the firing vessel and discharged from the gas discharge port to the outside of the firing vessel.
前記焼成炉内の下部に前記焼成容器を載置する容器台をさらに有し、
前記ガス供給口が前記焼成容器の下面に設けられると共に前記ガス排出口が前記焼成容器の上面に設けられ、前記ガス供給管は前記容器台の内部を通って前記ガス排出口に達するように設けられることで前記雰囲気ガスを前記焼成容器内に直接供給することを特徴とする請求項7に記載のセラミック焼成装置。
A container base for placing the firing container at a lower portion in the firing furnace;
The gas supply port is provided on the lower surface of the baking container, the gas discharge port is provided on the upper surface of the baking container, and the gas supply pipe is provided so as to reach the gas discharge port through the inside of the container base. The ceramic firing apparatus according to claim 7, wherein the atmospheric gas is supplied directly into the firing container.
前記焼成容器内に前記被処理物を載置する載置部をさらに有し、
前記載置部は、前記被処理物を段積み可能に設置されていることを特徴とする請求項7または8に記載のセラミック焼成装置。
It further has a placement part for placing the object to be processed in the baking container,
The ceramic firing apparatus according to claim 7 or 8, wherein the placement unit is installed so that the workpieces can be stacked.
前記焼成容器の前記ガス供給口に前記焼成容器内に供給される前記雰囲気ガスを還元する還元剤をさらに有することを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載のセラミック焼成装置。   The ceramic firing apparatus according to any one of claims 7 to 9, further comprising a reducing agent that reduces the atmospheric gas supplied into the firing container at the gas supply port of the firing container.
JP2010122753A 2010-05-28 2010-05-28 Method for firing ceramic and ceramic firing device Abandoned JP2011246316A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010122753A JP2011246316A (en) 2010-05-28 2010-05-28 Method for firing ceramic and ceramic firing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010122753A JP2011246316A (en) 2010-05-28 2010-05-28 Method for firing ceramic and ceramic firing device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011246316A true JP2011246316A (en) 2011-12-08

Family

ID=45412069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010122753A Abandoned JP2011246316A (en) 2010-05-28 2010-05-28 Method for firing ceramic and ceramic firing device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011246316A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014232577A (en) * 2013-05-28 2014-12-11 光洋サーモシステム株式会社 Thermal treatment device
JP2015075279A (en) * 2013-10-09 2015-04-20 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Firing apparatus
WO2016006500A1 (en) * 2014-07-07 2016-01-14 株式会社Ihi Heat treatment device
KR101944524B1 (en) * 2018-06-11 2019-02-01 한국지질자원연구원 Crucible for heat treatment of reduction and carbonitriding of metal oxide
JP2020073419A (en) * 2018-08-21 2020-05-14 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ System and method for thermally processing cmc component

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06249582A (en) * 1993-02-25 1994-09-06 Ngk Insulators Ltd Atmosphere controlling heat treatment device and heat treatment method
JPH09227239A (en) * 1996-02-23 1997-09-02 Toshiba Corp Production of aluminum nitride circuit board and firing kiln for aluminum nitride circuit board
JP2005069668A (en) * 2003-08-01 2005-03-17 Asahi Glass Co Ltd Baking container for silicon nitride-based ceramic
JP2006207958A (en) * 2005-01-31 2006-08-10 Asahi Glass Co Ltd Baking vessel for ceramics, baking device for ceramics, and ceramics baking method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06249582A (en) * 1993-02-25 1994-09-06 Ngk Insulators Ltd Atmosphere controlling heat treatment device and heat treatment method
JPH09227239A (en) * 1996-02-23 1997-09-02 Toshiba Corp Production of aluminum nitride circuit board and firing kiln for aluminum nitride circuit board
JP2005069668A (en) * 2003-08-01 2005-03-17 Asahi Glass Co Ltd Baking container for silicon nitride-based ceramic
JP2006207958A (en) * 2005-01-31 2006-08-10 Asahi Glass Co Ltd Baking vessel for ceramics, baking device for ceramics, and ceramics baking method

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014232577A (en) * 2013-05-28 2014-12-11 光洋サーモシステム株式会社 Thermal treatment device
JP2015075279A (en) * 2013-10-09 2015-04-20 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Firing apparatus
WO2016006500A1 (en) * 2014-07-07 2016-01-14 株式会社Ihi Heat treatment device
JPWO2016006500A1 (en) * 2014-07-07 2017-04-27 株式会社Ihi Heat treatment equipment
CN106662401A (en) * 2014-07-07 2017-05-10 株式会社Ihi Heat treatment device
KR101944524B1 (en) * 2018-06-11 2019-02-01 한국지질자원연구원 Crucible for heat treatment of reduction and carbonitriding of metal oxide
JP2020073419A (en) * 2018-08-21 2020-05-14 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ System and method for thermally processing cmc component
US11286208B2 (en) 2018-08-21 2022-03-29 General Electric Company Systems and methods for thermally processing CMC components
EP3613719B1 (en) * 2018-08-21 2023-07-26 General Electric Company Method for thermally processing cmc components

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2011246316A (en) Method for firing ceramic and ceramic firing device
JP2021174988A (en) Injector configured for arrangement within reactor of vertical furnace, and vertical furnace
JP4685634B2 (en) Furnace and degreasing method
US20070264807A1 (en) Cleaining Process and Operating Process for a Cvd Reactor
JP5265475B2 (en) One-chamber vacuum furnace
US5022343A (en) Impregnating carbonizing process and apparatus
TW201134577A (en) Hot isostatic pressing device
EP3653749B1 (en) Cvi/cvd matrix densification process and apparatus
CN101215187A (en) Method for preparing silicon carbide nano-wire
JP2015017782A (en) Hot isostatic pressing apparatus
JPWO2019124098A1 (en) Film deposition equipment
TWI461568B (en) Thermal grandient enhanced chemical vapour deposition (tge-cvd)
JP2003302166A (en) Microwave baking furnace and method of microwave baking
US20240159465A1 (en) Hot wall bell-type furnaces and associated methods
CN105236988B (en) A kind of high-purity high-density recrystallized silicon carbide device and preparation method thereof
JP2018104723A (en) Plasma nitriding apparatus
CN104018022B (en) The preparation method of boron carbide-based microstructure composite
US8871042B2 (en) Heat treatment apparatus and a method of using such apparatus
JP5356172B2 (en) Hot isostatic pressing apparatus and hot isostatic pressing method
JPH03277701A (en) Method for sintering green compact using atmospheric sintering furnace
JP2021191989A (en) Defatting furnace and defatting method
JP2005069668A (en) Baking container for silicon nitride-based ceramic
JP2651101B2 (en) Atmosphere control heat treatment apparatus and heat treatment method
WO2019232152A1 (en) Honeycomb body manufacturing methods
CN110511032A (en) A kind of sintering method improving nitride combined silicon carbide material against oxidative performance

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130110

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130614

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130625

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20130725