JP2012167372A - 希土類酸化物含有溶射基板の製造方法及び積層板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【効果】本発明によれば、成形、焼成、焼結工程なしで、所定寸法の基材に溶射することで希土類含有酸化物セラミックスの薄板を容易に作製することができる。また、基材形状の選択により、多角形状、円盤形状、リング形状、三角形状などさまざまな形状の薄板を容易に作製することが可能である。更に、穴の複数個開いた基材に溶射することで、複数個の穴の開いた溶射薄板を作製することも可能である。
【選択図】なし
Description
なお、本発明に関連する公知文献としては、下記のものがある。
〔1〕 基材に希土類含有酸化物を5mm以下の厚さで溶射した後、基材から該溶射膜を剥離させることを特徴とする厚さ5mm以下の希土類酸化物含有溶射基板の製造方法。
〔2〕 基材がカーボンであることを特徴とする〔1〕記載の希土類酸化物含有溶射基板の製造方法。
〔3〕 溶射膜を自然剥離することを特徴とする〔1〕又は〔2〕記載の希土類酸化物含有溶射基板の製造方法。
〔4〕 基材から剥離した溶射膜の剥離面及び/又はその反対面に更に希土類含有酸化物を溶射することを特徴とする〔1〕乃至〔3〕のいずれかに記載の希土類酸化物含有溶射基板の製造方法。
〔5〕 希土類含有酸化物が希土類酸化物である〔1〕乃至〔4〕のいずれかに記載の希土類酸化物含有溶射基板の製造方法。
〔6〕 希土類含有酸化物が希土類酸化物と他の金属酸化物との混合物もしくは複合酸化物である〔1〕乃至〔4〕のいずれかに記載の希土類酸化物含有溶射基板の製造方法。
〔7〕 〔1〕乃至〔6〕のいずれかに記載の方法で得られた溶射基板面に金属又は金属化合物を溶射することを特徴とする積層板の製造方法。
また、剥離前の状態で基材上には複数層の希土類酸化物層を形成することができる。
250×250×5mmのカーボンCIP基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Y2O3溶射用原料粉を用いてアルゴン/水素でプラズマ溶射を実施した。Y2O3溶射皮膜の厚みが1.2mmのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、Y2O3セラミックス薄板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で1mm以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたY2O3薄板の剥離面側に溶射を実施した。溶射皮膜を0.8mm積層させたところで、そりが0.5mm以下の変形の少ない、250×250×2mmのY2O3セラミックス薄板を作製することができた。
φ400×20mmのカーボンCIP基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Y2O3溶射用原料粉を用いてアルゴン/水素でプラズマ溶射を実施した。Y2O3溶射皮膜の厚みが1.5mmのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、Y2O3セラミックス薄板円板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で3mm以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたY2O3薄板円板の剥離面側に溶射を実施した。溶射皮膜を1.0mm積層させたところで、そりが0.5mm以下の変形の少ないφ400×2.5mmのY2O3セラミックス薄板円板を作製することができた。そり矯正後、更に表面、裏面に交互に溶射を行い、φ400×3.5mmのY2O3セラミックス薄板円板を作製した。その後、表面加工研磨により、そりが0mmで厚み2.5mmのφ400mm Y2O3セラミックス薄板円板に仕上げた。
OD400×ID200×5mmのカーボンリングCIP基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、YAG溶射用原料を用いてアルゴン/水素でプラズマ溶射を実施した。YAG溶射皮膜の厚みが1.3mmのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、YAGセラミックス薄板円形リング板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で2mm以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたYAG薄板リング板の剥離面側に溶射を実施した。溶射皮膜を0.7mm乗せたところで、そりが1mm以下の変形の少ない、OD400×ID200×2mmのYAGセラミックス薄板リング板を作製することができた。
250×250mm角の金型を準備した。Y2O3プレス用原料粉を充填し、キャビティを調整して、厚み2mmの成形体の作製を試みたが、金型プレス脱型時にクラックが入り、250×250mm角成形体を得ることができなかった。
φ400×10mmのネオプレンゴム型を準備した。Y2O3プレス用原料粉をゴム型に充填し、静水圧プレス機を用いて水圧2トン/cm2で成形した。円周端部に一部欠けが発生したが、φ400×8mm成形体を得ることができた。得られた成形体は強度が弱く、焼結時にそり変形によるクラックが発生し、φ400mmの希土類酸化物セラミックス円板焼結体を作製することができなかった。
φ400×20mmのカーボンCIP基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Er2O3溶射用原料粉を用いてアルゴン/水素でプラズマ溶射を実施した。Er2O3溶射皮膜の厚みが1.2mmのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、Er2O3薄板円板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で3mm以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたEr2O3薄板円板の剥離面側に溶射を実施した。溶射用原料粉としてタングステン粉を使用した。タングステン溶射皮膜を0.7mm乗せたところで、そりが0.5mm以下の変形の少ないφ400×1.9mmのEr2O3/タングステン薄板円板を作製することができた。
φ400×20mmのカーボンCIP基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Y2O3溶射用原料粉を用いてアルゴン/水素でプラズマ溶射を実施した。溶射皮膜を200μm乗せた後、Er2O3溶射用原料粉に切り替え、同条件で200μmの溶射を行った。Y2O3とEr2O3を200μmずつ交互に溶射し、Y2O3/Er2O3溶射皮膜の厚みが1.4mmのところで、カーボン基板とY2O3の界面において溶射皮膜の自然剥離が起こり、Y2O3/Er2O3積層セラミックス薄板円板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で2mm以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたY2O3/Er2O3積層薄板円板の剥離面側にEr2O3/Y2O3積層溶射を引き続き実施した。溶射皮膜を1.0mm乗せたところで、そりが0.5mm以下の変形の少ないφ400×2.4mmのY2O3/Er2O3の交互に積層された積層セラミックス薄板円板を作製することができた。そり矯正後、断面観察のために試料を2分割に切断した。切断面をマイクロスコープで観察したところ、Y2O3層が約200μm、Er2O3層が約200μmの積層板であることが確認できた。
φ400×20mmのカーボンCIP基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Y2O3溶射用原料粉を用いてアルゴン/水素でプラズマ溶射を実施した。溶射皮膜を800μm乗せた後、電極パターン形成用のマスキングを行い、マスキング上から、タングステン溶射用原料粉を用いて、約200μmのタングステン溶射を行った。その後、電極端子部分だけを残し、Y2O3に切り替えて溶射を行い、Y2O3+タングステン溶射皮膜の厚みが1.4mmのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、タングステン内蔵Y2O3セラミックス薄板円板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で4mm以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたタングステン内蔵Y2O3薄板円板の剥離面側にY2O3溶射を実施した。溶射皮膜を0.8mm乗せたところで、そりが0.5mm以下の変形の少ないφ400×2.2mmのタングステン電極内蔵Y2O3セラミックス薄板円板を作製することができた。
φ400×20mmのカーボンCIP基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Y2O3溶射用原料粉を用いてアルゴン/水素でプラズマ溶射を実施した。Y2O3溶射皮膜の厚みが1.5mmのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、Y2O3セラミックス薄板円板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で3mm以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたY2O3薄板円板の剥離面側に溶射を実施した。溶射用原料粉としてフッ化イットリウム粉(YF3粉)を使用した。YF3溶射皮膜を1.0mm乗せたところで、そりが0.5mm以下の変形の少ないφ400×2.5mmのY2O3/YF3薄板円板を作製することができた。
φ400×20mmのカーボンCIP基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Y2O3溶射用原料粉を用いてアルゴン/水素でプラズマ溶射を実施した。Y2O3溶射皮膜の厚みが1.5mmのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、Y2O3セラミックス薄板円板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で3mm以上のそりが発生した。そり変形を矯正するために、得られたY2O3薄板円板の剥離面側に溶射を実施した。溶射用原料粉としてアルミナ粉(Al2O3粉)を使用した。アルミナ溶射皮膜を0.5mm乗せたところで、そりが0.5mm以下の変形の少ないφ400×2.0mmのY2O3/Al2O3薄板円板を作製することができた。
φ400×5mmのカーボンCIP基板を準備した。表面をプラズマ溶射する前に、ブラストで基板表面を荒らし、次いで、Y2O3溶射用原料粉を用いてアルゴン/水素でプラズマ溶射を実施した。Y2O3溶射皮膜の厚み0.9mmのところで、基材からの溶射皮膜の自然剥離が起こり、Y2O3セラミックス薄板円板を得ることができた。隙間ゲージによる測定で、両端部で10mm以上のそりが発生した。剥離面に付着したカーボン除去とそり変形を矯正するために酸化雰囲気炉による熱処理を実施した。熱処理により、そりが0.5mm以下に矯正できた。そり矯正されたY2O3薄板円板の剥離面、表面側に溶射を実施していき、そりが0.5mm以下でφ400×2mmのY2O3薄板円板を作製することができた。
Claims (7)
- 基材に希土類含有酸化物を5mm以下の厚さで溶射した後、基材から該溶射膜を剥離させることを特徴とする厚さ5mm以下の希土類酸化物含有溶射基板の製造方法。
- 基材がカーボンであることを特徴とする請求項1記載の希土類酸化物含有溶射基板の製造方法。
- 溶射膜を自然剥離することを特徴とする請求項1又は2記載の希土類酸化物含有溶射基板の製造方法。
- 基材から剥離した溶射膜の剥離面及び/又はその反対面に更に希土類含有酸化物を溶射することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の希土類酸化物含有溶射基板の製造方法。
- 希土類含有酸化物が希土類酸化物である請求項1乃至4のいずれか1項記載の希土類酸化物含有溶射基板の製造方法。
- 希土類含有酸化物が希土類酸化物と他の金属酸化物との混合物もしくは複合酸化物である請求項1乃至4のいずれか1項記載の希土類酸化物含有溶射基板の製造方法。
- 請求項1乃至6のいずれか1項記載の方法で得られた溶射基板面に金属又は金属化合物を溶射することを特徴とする積層板の製造方法。
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