JP2012101979A - セラミック焼結体の製造方法およびグロープラグの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】誘導加熱方式の焼成炉1内に設けられた焼成室5内にセラミック粉末からなる被焼成物を配置し、一対の加圧部3により被焼成物の加圧を行いつつ加熱して焼成物を得るセラミック焼結体の製造方法に関する。該加熱は、一対の加圧部3から選ばれる少なくとも一方の加圧部3における加圧軸方向の両端部および中間部から選ばれるいずれかの部分に、加圧軸方向における常温での熱伝導率が焼成室5を構成する部材の熱伝導率の10%以下となる低熱伝導材8を配置して行う。
【選択図】図1
Description
本発明は、誘導加熱方式のホットプレス用焼成炉内に設けられた焼成室内にセラミック粉末からなる被焼成物を配置し、一対の加圧部により被焼成物の加圧を行いつつ加熱して焼成物を得るセラミック焼結体の製造方法に関する。本発明は、特に一対の加圧部から選ばれる少なくとも一方の加圧部における加圧軸方向の両端部および中間部から選ばれるいずれかの部分に、加圧軸方向における常温での熱伝導率が焼成室を構成する部材の熱伝導率の10%以下となる低熱伝導材を配置して加熱を行うことを特徴とする。
温度管理に余裕を持たせることができる。
まず、図6に示すように、成形用材料を射出成形してセラミック抵抗体182となる未焼成抵抗体182aを作製する。成形用材料は、例えば上記した導電性セラミックの組成が得られるように、炭化タングステン粉末、窒化珪素粉末、および焼結助剤粉末が配合された原料セラミック粉末と、有機バインダとを混練したコンパウンドを加熱により溶融流動化させたものである。
平均粒径1.0μmの窒化珪素粉末85質量%、焼結助剤としてのYb2O3粉末10質量%およびSiO2粉末5質量%を配合して絶縁成分粉末とした。この絶縁成分用粉末45重量%、WC粉末55重量%をボールミルで24時間湿式混合し、乾燥して混合粉末を得た。この混合粉末に所定量のバインダを添加し、混錬機により4時間混錬した。この混錬物をペレット状とし、射出成形機に投入して未焼成抵抗体182aとした。
他の焼成炉における効果を確認するために、焼成炉aに代えて略同様の構造を有する他の焼成炉bを用いて実施例1と同様にしてヒータ本体18を製造した。
焼成温度を1800℃に変更した以外は実施例1と同様にしてヒータ本体18を製造した。
焼成温度を1800℃に変更した以外は実施例2と同様にしてヒータ本体18を製造した。
低熱伝導材8に代えて、熱伝導率が70W/m・Kの等方性黒鉛からなる板状治具を用いた以外は実施例1と同様にしてヒータ本体18を製造した。なお、板状治具の厚さは20mmとした。
焼成炉aに代えて焼成炉bを用いた以外は比較例1と同様にしてヒータ本体18を製造した。
焼成温度を1800℃に変更した以外は比較例1と同様にしてヒータ本体18を製造した。
焼成温度を1800℃に変更した以外は比較例2と同様にしてヒータ本体18を製造した。
[β(102)+β(201)] / [α(102)+α(201)+β(102)+β(201)] …(1)
Claims (10)
- 誘導加熱方式のホットプレス用焼成炉内に設けられた焼成室内にセラミック粉末からなる被焼成物を配置し、一対の加圧部により前記被焼成物の加圧を行いつつ加熱して焼成物を得るセラミック焼結体の製造方法において、
前記加熱は、前記一対の加圧部から選ばれる少なくとも一方の加圧部における加圧軸方向の両端部および中間部から選ばれるいずれかの部分に、前記加圧軸方向における常温での熱伝導率が前記焼成室を構成する部材の熱伝導率の10%以下となる低熱伝導材を配置して行うことを特徴とするセラミック焼結体の製造方法。 - 前記低熱伝導材の前記加圧軸方向における常温での熱伝導率は1〜7W/m・Kであることを特徴とする請求項1記載のセラミック焼結体の製造方法。
- 前記ホットプレス用焼成炉は、筒状のモールド、前記モールドに挿入され、前記加圧部となる一対のプレス棒、および前記モールドの側面部における前記加圧軸方向の少なくとも両端部に配置されるコイルを有し、
前記低熱伝導材は、前記焼成開始時、前記コイルの前記加圧軸方向における最も外側である最外部と同位置またはこれよりも内側に配置されることを特徴とする請求項1または2記載のセラミック焼結体の製造方法。 - 前記低熱伝導材は、前記焼成開始時、前記モールドの前記加圧軸方向における端部と同位置またはこれよりも内側に配置されることを特徴とする請求項3記載のセラミック焼結体の製造方法。
- 前記低熱伝導材は、前記加圧部の前記焼成室側となる端部に配置されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載のセラミック焼結体の製造方法。
- 前記低熱伝導材は、前記一対の加圧部の各々に対して設けられることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載のセラミック焼結体の製造方法。
- 前記低熱伝導材は、カーボン繊維の織布からなることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載のセラミック焼結体の製造方法。
- 前記低熱伝導材は、前記加圧軸方向の厚さが10〜60mmであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載のセラミック焼結体の製造方法。
- 前記セラミック焼結体はセラミックヒータのヒータ本体であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項記載のセラミック焼結体の製造方法。
- 請求項1乃至9のいずれか1項記載のセラミック焼結体の製造方法によりグロープラグのセラミックヒータに用いられるヒータ本体を製造する工程と、
前記ヒータ本体を前記セラミックヒータの構成部材である金属外筒に挿入するとともに、前記金属外筒を前記グロープラグの構成部材である筒状の主体金具の筒孔先端に挿入してグロープラグとする工程と
を有することを特徴とするグロープラグの製造方法。
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