JP2013014487A - 導電性セラミックスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】常圧で焼結することによって緻密な焼結体を得ることできるため生産性が高い導電性セラミックスの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の一の導電性セラミックスの製造方法は以下の工程を備えている。第１のＺｒＢ2粉末と第１のＳｉＣ粉末と第１の焼結助剤と第１の有機バインダーとを混合した混合粉末を圧縮して圧縮体が作製される（Ｓ１１）。圧縮体を一部液相化するように加熱焼結して焼結体が作製される（Ｓ１２）。焼結体が冷却される（Ｓ１３）。焼結体を粉砕して原料粉末が作製される（Ｓ１４）。原料粉末と、第２のＺｒＢ2粉末、第２のＳｉＣ粉末および第２の焼結助剤の少なくともいずれかと、第２の有機バインダーとを混合して成形体が作製される（Ｓ１５）。成形体が常圧で焼結される（Ｓ１６）。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の一の導電性セラミックスの製造方法は以下の工程を備えている。第１のＺｒＢ2粉末と第１のＳｉＣ粉末と第１の焼結助剤と第１の有機バインダーとを混合した混合粉末を圧縮して圧縮体が作製される（Ｓ１１）。圧縮体を一部液相化するように加熱焼結して焼結体が作製される（Ｓ１２）。焼結体が冷却される（Ｓ１３）。焼結体を粉砕して原料粉末が作製される（Ｓ１４）。原料粉末と、第２のＺｒＢ2粉末、第２のＳｉＣ粉末および第２の焼結助剤の少なくともいずれかと、第２の有機バインダーとを混合して成形体が作製される（Ｓ１５）。成形体が常圧で焼結される（Ｓ１６）。
【選択図】図１
Description
本発明は、導電性セラミックスの製造方法に関し、特にＺｒＢ2粉末とＳｉＣ粉末とを配合した導電性セラミックスの製造方法に関するものである。
ＺｒＢ2（２ホウ化ジルコニウム）は極めて高い融点（約３２００℃）を有するため、一般の工業炉では緻密な焼結品を得ることができない。このため、ＺｒＢ2の緻密な焼結品を得るためにＺｒＢ2の微細なパウダーを３０ＭＰａ程度の加圧下で２１００℃に達する高温で焼結すること（ホットプレス）が必要となる。
また、ＺｒＢ2にＳｉＣ（炭化ケイ素）が配合されたセラミックスもホットプレスで作製される。たとえば、論文「Oxidation of ZrB2-Based Ceramics in Dry Air」（非特許文献１）には、ＺｒＢ2にＳｉＣが約２０体積％配合され、ホットプレスで作製されたセラミックスが開示されている。
F. Monteverde他１名,「Oxidation of ZrB2-Based Ceramics in Dry Air」,Journal of The Electrochemical Society,（米国）,The Electrochemical Society Inc.,２００３年,150(11),pp.B552-B559
上記の論文に記載されたようなホットプレスでは、加圧下での焼結に必要な焼結炉は設備がかなり大掛かりなものとなり、設備投資が高くなるため、製造コストが極めて高くなる。さらにホットプレスにはカーボンのモールドが必要であり、寸法的および形状的な制約が生じる。このように、加圧下の焼結では生産性が低いという問題がある。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、常圧で焼結することによって寸法的および形状的な制約の少ない導電性セラミックスを緻密に焼結することができるため生産性が高いＺｒＢ2粉末とＳｉＣ粉末とを配合した導電性セラミックスの製造方法を提供することである。
本発明の一の導電性セラミックスの製造方法は以下の工程を備えている。
第１のＺｒＢ2粉末と第１のＳｉＣ粉末と第１の焼結助剤と第１の有機バインダーとを混合した混合粉末を圧縮して圧縮体が作製される。圧縮体を一部液相化するように加熱焼結して焼結体が作製される。焼結体が冷却される。焼結体を粉砕して原料粉末が作製される。原料粉末と、第２のＺｒＢ2粉末、第２のＳｉＣ粉末および第２の焼結助剤の少なくともいずれかと、第２の有機バインダーとを混合して成形体が作製される。成形体が常圧で焼結される。
第１のＺｒＢ2粉末と第１のＳｉＣ粉末と第１の焼結助剤と第１の有機バインダーとを混合した混合粉末を圧縮して圧縮体が作製される。圧縮体を一部液相化するように加熱焼結して焼結体が作製される。焼結体が冷却される。焼結体を粉砕して原料粉末が作製される。原料粉末と、第２のＺｒＢ2粉末、第２のＳｉＣ粉末および第２の焼結助剤の少なくともいずれかと、第２の有機バインダーとを混合して成形体が作製される。成形体が常圧で焼結される。
本発明の一の導電性セラミックスの製造方法によれば、原料粉末と、第２のＺｒＢ2粉末、第２のＳｉＣ粉末および第２の焼結助剤の少なくともいずれかと、第２の有機バインダーとを混合して作製した成形体が常圧で焼結されるため、加圧することなく常圧で焼結することによってＺｒＢ2粉末とＳｉＣ粉末とを配合した導電性セラミックスを作製することができる。これにより、寸法的および形状的な制約の少ない導電性セラミックスを緻密に焼結することができるため、生産性を高くすることができる。
本発明の一の導電性セラミックスの製造方法は好ましくは、原料粉末は、第１のＺｒＢ2粉末を１０質量％以上７０質量％以下含み、第１のＳｉＣ粉末および第１の焼結助剤の混合材料を３０質量％以上９０質量％以下含む。この原料粉末を用いることで加圧することなく常圧で焼結することによってＺｒＢ2粉末とＳｉＣ粉末とを配合した導電性セラミックスを作製することができる。
本発明の一の導電性セラミックスの製造方法は好ましくは、成形体は、原料粉末を４質量％以上１００質量％未満含む。この成形体を用いることで加圧することなく常圧で焼結することによってＺｒＢ2粉末とＳｉＣ粉末とを配合した導電性セラミックスを作製することができる。
本発明の一の導電性セラミックスの製造方法は好ましくは、第１の焼結助剤は、Ｂ4Ｃ（炭化ホウ素）粉末を含み、原料粉末は、Ｂ4Ｃ粉末を０．４質量％以上７質量％以下含む。これにより、常圧で焼結することによってＺｒＢ2粉末とＳｉＣ粉末とを配合した導電性セラミックスを作製することができる。
本発明の他の導電性セラミックスの製造方法は以下の工程を備えている。
ＺｒＢ2粉末とＳｉＣ粉末と焼結助剤と第１の有機バインダーとを配合した混合粉末を圧縮して圧縮体が作製される。圧縮体を一部液相が生成するように加熱焼結して焼結体が作製される。焼結体が冷却される。焼結体を粉砕して原料粉末が作製される。原料粉末と、第２の有機バインダーとを混合して成形体が作製される。成形体が常圧で焼結される。
ＺｒＢ2粉末とＳｉＣ粉末と焼結助剤と第１の有機バインダーとを配合した混合粉末を圧縮して圧縮体が作製される。圧縮体を一部液相が生成するように加熱焼結して焼結体が作製される。焼結体が冷却される。焼結体を粉砕して原料粉末が作製される。原料粉末と、第２の有機バインダーとを混合して成形体が作製される。成形体が常圧で焼結される。
本発明の他の導電性セラミックスの製造方法によれば、原料粉末と、第２の有機バインダーとを混合して作製した成形体が常圧で焼結されるため、加圧することなく常圧で焼結することによってＺｒＢ2粉末とＳｉＣ粉末とを配合した導電性セラミックスを作製することができる。これにより、寸法的および形状的な制約の少ない導電性セラミックスを緻密に焼結することができるため、生産性を高くすることができる。
上記の導電性セラミックスの製造方法は好ましくは、成形体は、１９００℃以上２２００℃以下で焼結される。これにより、常圧で低い温度で焼結しても緻密に焼結することができるため、生産性を高くすることができる。
上記の導電性セラミックスの製造方法は好ましくは、成形体は、射出成形で作製される。これにより、寸法的および形状的な制約の少ない導電性セラミックスを容易に成形することができる。
以上説明したように、本発明の導電性セラミックスの製造方法によれば、常圧で焼結することによって寸法的および形状的な制約の少ない導電性セラミックスを緻密に焼結することができるため生産性を高くすることができる。
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
最初に本発明の実施の形態１の導電性セラミックスの製造方法について説明する。なお、本発明の導電性セラミックスとしては、半導電性の範囲も含む体積固有抵抗値が１×１０2Ω・ｃｍ以下のセラミックスが該当する。
（実施の形態１）
最初に本発明の実施の形態１の導電性セラミックスの製造方法について説明する。なお、本発明の導電性セラミックスとしては、半導電性の範囲も含む体積固有抵抗値が１×１０2Ω・ｃｍ以下のセラミックスが該当する。
図１を参照して、本実施の形態の導電性セラミックスの製造方法は以下の工程を備えている。
第１のＺｒＢ2粉末と第１のＳｉＣ粉末と第１の焼結助剤と第１の有機バインダーとを混合した混合粉末を圧縮して圧縮体が作製される（圧縮体を作製する工程Ｓ１１）。第１の焼結助剤としては、Ｂ4Ｃ粉、Ｃ（炭素）粉などが適用され得る。第１の有機バインダーは、たとえば２０部加えられ得る。混合粉末は加熱混練され得る。第１の有機バインダーは脱バインダー処理として加熱分解される。
圧縮体を一部液相化するように加熱焼結して焼結体が作製される（焼結体を作製する工程Ｓ１２）。圧縮体はたとえば２２００℃から２３００℃で加熱される。焼結体が冷却される（焼結体を冷却する工程Ｓ１３）。焼結体を粉砕して原料粉末が作製される（原料粉末を作製する工程Ｓ１４）。原料粉末は平均粒径すなわちレーザー回折・散乱法で測定した粒度分布のメジアン値（ｄ＝５０）が、０．５μｍ程度に微粉砕され得る。
原料粉末と、第２のＺｒＢ2粉末、第２のＳｉＣ粉末および第２の焼結助剤の少なくともいずれかと、第２の有機バインダーとを混合して成形体が作製される（成形体を作製する工程Ｓ１５）。第２の有機バインダーは、たとえば２０部加えられ得る。原料粉末と、第２のＺｒＢ2粉末、第２のＳｉＣ粉末および第２の焼結助剤の少なくともいずれかとは加熱混練され得る。成形体は射出成形機によって射出成形され得る。第２の有機バインダーは脱バインダー処理として加熱分解される。
成形体が常圧で焼結される（成形体を常圧で焼結する工程Ｓ１６）。常圧とは、特別に減圧も加圧もしていない状態の圧力をいう。そのため、常圧はほぼ大気圧に等しい圧力となる。常圧の範囲は、たとえば、１０００ｈＰａ以上１０５０ｈＰａ以下である。
原料粉末は、第１のＺｒＢ2粉末を１０質量％以上７０質量％以下含み、第１のＳｉＣ粉末および第１の焼結助剤の混合材料を３０質量％以上９０質量％以下含んでいる。
成形体は、前記原料粉末を４質量％以上１００質量％未満含んでいる。
第１の焼結助剤は、Ｂ4Ｃ粉末を含み、原料粉末は、Ｂ4Ｃ粉末を０．４質量％以上７質量％以下含んでいる。
第１の焼結助剤は、Ｂ4Ｃ粉末を含み、原料粉末は、Ｂ4Ｃ粉末を０．４質量％以上７質量％以下含んでいる。
成形体は、１９００℃以上２２００℃以下で焼結される。さらに、成形体は２０００℃以上２１５０℃以下で焼結されることが好ましい。
成形体は、射出成形で作製される。
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態の導電性セラミックスの製造方法によれば、原料粉末と、第２のＺｒＢ2粉末、第２のＳｉＣ粉末および第２の焼結助剤の少なくともいずれかと、第２の有機バインダーとを混合して作製した成形体を常圧で焼結するため、ホットプレス等で加圧することなく常圧で焼結することによってＺｒＢ2粉末とＳｉＣ粉末とを配合した導電性セラミックスを作製することができる。これにより、寸法的および形状的な制約の少ない導電性セラミックスを緻密に焼結することができるため、生産性を高くすることができる。
また、本実施の形態の導電性セラミックスの製造方法によれば、原料粉末は、第１のＺｒＢ2粉末を１０質量％以上７０質量％以下含み、第１のＳｉＣ粉末および第１の焼結助剤の混合材料を３０質量％以上９０質量％以下含むことが好ましい。この原料粉末を用いることで加圧することなく常圧で焼結することによってＺｒＢ2粉末とＳｉＣ粉末とを配合した導電性セラミックスを作製することができる。
また、本実施の形態の導電性セラミックスの製造方法によれば、成形体は、原料粉末を４質量％以上１００質量％未満含むことが好ましい。この成形体を用いることで加圧することなく常圧で焼結することによってＺｒＢ2粉末とＳｉＣ粉末とを配合した導電性セラミックスを作製することができる。
また、本実施の形態の導電性セラミックスの製造方法によれば、第１の焼結助剤は、Ｂ4Ｃ粉末を含み、原料粉末は、Ｂ4Ｃ粉末を０．４質量％以上７質量％以下含むことが好ましい。これにより、寸法的および形状的な制約の少ない導電性セラミックスを常圧で焼結することによってＺｒＢ2粉末とＳｉＣ粉末とを配合した導電性セラミックスを作製することができる。
また、本実施の形態の導電性セラミックスの製造方法によれば、成形体は、１９００℃以上２２００℃以下で焼結されることが好ましい。これにより、常圧で低い温度で焼結しても形状的な制約もなく緻密に焼結することができるため、生産性を高くすることができる。
また、本実施の形態の導電性セラミックスの製造方法によれば、成形体は、射出成形で作製されることが好ましい。これにより、容易に所望の形状に成形することができる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２では、実施の形態１と比較して、成形体の組成が主に異なっている。
本発明の実施の形態２では、実施の形態１と比較して、成形体の組成が主に異なっている。
図２を参照して、本実施の形態の導電性セラミックスの製造方法は以下の工程を備えている。
ＺｒＢ2粉末とＳｉＣ粉末と焼結助剤と第１の有機バインダーとを配合した混合粉末を圧縮して圧縮体が作製される（圧縮体を作製する工程Ｓ２１）。圧縮体を一部液相が生成するように加熱焼結して焼結体が作製される（焼結体を作製する工程Ｓ２２）。焼結体が冷却される（焼結体を冷却する工程Ｓ２３）。焼結体を粉砕して原料粉末が作製される（原料粉末を作製する工程Ｓ２４）。原料粉末と、第２の有機バインダーとを混合して成形体が作製される（成形体を作製する工程Ｓ２５）。成形体が常圧で焼結される（成形体を常圧で焼結する工程Ｓ２６）。
なお、本実施の形態のこれ以外の製造方法は上述した実施の形態１の構成と同様であるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
本実施の形態の導電性セラミックスの製造方法によれば、原料粉末と、第２の有機バインダーとを混合して作製した成形体を常圧で焼結するため、加圧することなく常圧で焼結することによってＺｒＢ2粉末とＳｉＣ粉末とを配合した導電性セラミックスを作製することができる。これにより、寸法的および形状的な制約の少ない導電性セラミックスを緻密に焼結することができるため、生産性を高くすることができる。
また、本実施の形態の導電性セラミックスの製造方法によれば、成形体は、１９００℃以上２２００℃以下で焼結されることが好ましい。これにより、常圧で低い温度で焼結しても形状的な制約もなく緻密に焼結することができるため、生産性を高くすることができる。
また、本実施の形態の導電性セラミックスの製造方法によれば、成形体は、射出成形で作製されることが好ましい。これにより、容易に所望の形状に成形することができる。
（実施の形態３）
上記の実施の形態１および実施の形態２の導電性セラミックスの製造方法で製造された導電性セラミックスの用途の一例として、熱電対に用いられる場合について説明する。
上記の実施の形態１および実施の形態２の導電性セラミックスの製造方法で製造された導電性セラミックスの用途の一例として、熱電対に用いられる場合について説明する。
図３を参照して、本実施の形態の熱電対１０は、シース線１００と、温接点部として機能する導電性セラミックス３とを主に有している。シース線１００は、第１の金属線１と、第１の金属線１とは異なる材質からなる第２の金属線２とを有している。導電性セラミックス３は、第１の金属線１と第２の金属線２とを電気的に接続し、温接点部として機能するよう構成されている。
本実施の形態の導電性セラミックス３としては、体積固有抵抗値が１×１０-2Ω・ｃｍ以下、熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、相対密度比（かさ密度／理論密度）が９５％以上のセラミックスが適用される。
シース線１００の第１の金属線１と第２の金属線２とは、互いに非接触の状態で導電性セラミックス３に保持されている。導電性セラミックス３の材質は、ＺｒＢ2（二ホウ化ジルコニウム）を含んでいる。ＺｒＢ2の体積固有抵抗値は、たとえば１．７４×１０-5Ω・ｃｍ（室温）である。また、ＺｒＢ2の熱伝導率は、たとえば５８．８Ｗ／ｍ・Ｋ（室温）であり、６４．４Ｗ／ｍ・Ｋ（１０２７℃）であり、１３４Ｗ／ｍ・Ｋ（２０２７℃）である。
第１の金属線１としては、たとえばＰｔ（白金）線が用いられており、第２の金属線２としては、たとえばＰｔ−Ｒｈ（ロジウム）線が用いられている。
熱電対１０は、たとえば溶融金属（およびスラグ）などの測定対象に導電性セラミックス３の一方端部３ａ側で接触するように構成されている。導電性セラミックス３は全体として温接点部を構成している。第１の金属線１および第２の金属線２を有するシース線１００は、導電性セラミックス３の他方端部３ｂ側に接続されている。第１の金属線１および第２の金属線２は溶融金属（およびスラグ）へ直接には接触しないように構成されている。そのため、第１の金属線１および第２の金属線２は溶融金属（およびスラグ）によって損耗することはない。
導電性セラミックス３の温度が測定対象の溶融金属（およびスラグ）の温度とほぼ同一となるように、かつ、溶融金属（またはスラグ）の温度変化に導電性セラミックス３の温度が遅れなく追随して変化するように（応答性）、導電性セラミックス３の熱容量は可能な限り小さく設計することが好ましい。たとえば、２５０Ｔ（容量２５０ｔｏｎ）取鍋用の場合、導電性セラミックス３は、径８ｍｍ×長さ１０〜５０ｍｍで、体積０．５〜２．５ｃｍ3であり、質量３〜１５ｇに設計されることが好ましい。
さらに導電性セラミックス３の周囲は溶融金属（およびスラグ）との接触面を除いて断熱性の高い耐火物（たとえばＭｇＯ；酸化マグネシウム）で被覆されていることが好ましい。これにより周囲の耐火物への伝熱ロスを防止することができる。上述により、わずか十数グラムの小さい導電性セラミックスの温度が溶融金属（およびスラグ）の温度と常にほぼ同一温度となり、かつ溶融金属（およびスラグ）の温度変化に十分追随するような構造とすることができる。
また、導電性セラミックス３と第１の金属線１および第２の金属線２の接続方法は接続部の電気抵抗値が最小となるように接続することが好ましい。そのため、導電性セラミックス３と第１の金属線１および第２の金属線２とはたとえば一例として白金ペーストで接続されていることが好ましい。
また、導電性セラミックス３中の成分が第１の金属線１および第２の金属線２に拡散し、第１の金属線１および第１の金属線２の起電力に変化が起きないことを確認するために、導電性セラミックス３を用いて熱電対１０を作成しこれを１６００℃の高温下で２４時間保持し、第１の金属線１および第２の金属線２の材質であるＰｔ中へのＢ（ホウ素）の拡散量を分析した。その結果、Ｐｔ中にＢは検出されなかった。したがって、本実施の形態の熱電対１０では、温接点接合型の熱電対に一般的に見られるような熱起電力の継時劣化は起こらないことが確認された。
次に、本実施の形態の熱電対の製造方法について説明する。
図３および図４を参照して、まず、導電性セラミックス３が準備される。たとえば、直径８ｍｍ、長さ３０mmの円柱状の導電性セラミックス３の他方端部３ｂに内径３ｍｍ、長さ１０ｍｍの大穴３３が形成される。さらに大穴３３の先端にたとえば、内径１ｍｍ、長さ１０ｍｍの第１の小穴３１および第２の小穴３２がそれぞれ形成される。一方、たとえば、外径２ｍｍのＴｙｐｅＲ熱電対シース線１００（素線はＰｔ線および１３％Ｒｈ−Ｐｔ線）が用意され、先端部の素線（第１の金属線１および第２の金属線２）それぞれ５ｍｍ剥き出しにされる。また、接着剤としての白金ペーストと高温接着剤とが準備される。
図３および図４を参照して、まず、導電性セラミックス３が準備される。たとえば、直径８ｍｍ、長さ３０mmの円柱状の導電性セラミックス３の他方端部３ｂに内径３ｍｍ、長さ１０ｍｍの大穴３３が形成される。さらに大穴３３の先端にたとえば、内径１ｍｍ、長さ１０ｍｍの第１の小穴３１および第２の小穴３２がそれぞれ形成される。一方、たとえば、外径２ｍｍのＴｙｐｅＲ熱電対シース線１００（素線はＰｔ線および１３％Ｒｈ−Ｐｔ線）が用意され、先端部の素線（第１の金属線１および第２の金属線２）それぞれ５ｍｍ剥き出しにされる。また、接着剤としての白金ペーストと高温接着剤とが準備される。
導電性セラミックス３の他方端部３ｂを上にして立て、第１の小穴３１および第２の小穴３２に白金ペーストを溢れぬ程度流し込まれ、先に準備したシース線１００の第１の金属線１および第２の金属線２がそれぞれ第１の小穴３１および第２の小穴３２に入るように差し込まれる。第１の金属線１および第２の金属線２が白金ペースト４および５で固定された後、大穴３３とシース線１００との隙間が断熱性の耐火物粉で埋められる。最後に導電性セラミックス３の他方端部３ｂにおいて、シース線１００が接着剤７で固定される。
本実施の形態の熱電対によれば、上記の導電性セラミックスの製造方法で製造された導電性セラミックスを備えているため、生産性を高くすることができる。
以下、本発明の実施例について説明する。なお、導電性セラミックスとしては、体積固有抵抗値が１×１０2Ω・ｃｍ以下のセラミックスが該当する。
（実施例１）
平均粒径すなわちレーザー回折・散乱法で測定した粒度分布のメジアン値（ｄ＝５０）が、２．１μｍのＺｒＢ2粉（第１のＺｒＢ2粉末）４５．７質量％と、平均粒径０．７μｍのＳｉＣ粉（第１のＳｉＣ粉末）５３．２質量％と、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第１の焼結助剤）１．１質量％とがメカニカル混合された後、有機バインダー（第１の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱・加圧混練されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
平均粒径すなわちレーザー回折・散乱法で測定した粒度分布のメジアン値（ｄ＝５０）が、２．１μｍのＺｒＢ2粉（第１のＺｒＢ2粉末）４５．７質量％と、平均粒径０．７μｍのＳｉＣ粉（第１のＳｉＣ粉末）５３．２質量％と、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第１の焼結助剤）１．１質量％とがメカニカル混合された後、有機バインダー（第１の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱・加圧混練されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
この成形材料が大気脱脂炉に入れられて有機バインダーが加熱分解された後、グラファイト炉でＡｒ（アルゴン）雰囲気中２３００℃で焼成された。成形材料は一部液相が生成するように加熱焼結されて焼結体が作製された。焼結体が冷却されて焼結ペレットが得られた。図５を参照して、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）写真から、この焼結ペレットには液相が生成されていたことが観察される。
この焼結ペレットが遊星ボールミルで微粉砕されて平均粒径０．５μｍの原料粉末が作製された。次に、平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第２のＺｒＢ2粉末）６３．２質量％にこの原料粉末３６．８質量％が加えられ、メカニカル混合された後、有機バインダー（第２の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱混練され、混合されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
この成形材料が射出成形機に投入され、所望の金型内に、可塑化させた成形材料が５０〜１００ＭＰａの圧力で射出され、金型内で冷却固化後に取り出されて成形体が作製された。
この成形体が大気脱脂炉に入れられて有機バインダーが加熱分解された後、グラファイト炉でＡｒ雰囲気中２２００℃で焼成され、冷却されて所望の導電性セラミックスが得られた。なお、この導電性セラミックスのＺｒＢ2配合率は８０．０質量％となった。
この導電性セラミックスの諸物性を測定した値は次の通りであった。かさ密度は５．０７ｇ／ｃｍ3、吸水率は０％であった。焼結密度比は９９．３％であった。また、室温での熱伝導率は８７．１Ｗ／ｍ・Ｋであった。室温での体積固有抵抗値は３．０４×１０-5Ω・ｃｍであった。室温での３点曲げ強度は３４１ＭＰａであった。
（実施例２）
平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第１のＺｒＢ2粉末）４５．７質量％と、平均粒径０．７μｍのＳｉＣ粉（第１のＳｉＣ粉末）５３．９質量％と、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第１の焼結助剤）０．４質量％とがメカニカル混合された後、有機バインダー（第１の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱・加圧混練されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第１のＺｒＢ2粉末）４５．７質量％と、平均粒径０．７μｍのＳｉＣ粉（第１のＳｉＣ粉末）５３．９質量％と、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第１の焼結助剤）０．４質量％とがメカニカル混合された後、有機バインダー（第１の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱・加圧混練されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
この成形材料が大気脱脂炉に入れられて有機バインダーが加熱分解された後、グラファイト炉でＡｒ雰囲気中２３００℃で焼成された。成形材料は一部液相が生成するように加熱焼結されて焼結体が作製された。焼結体が冷却されて焼結ペレットが得られた。
この焼結ペレットが遊星ボールミルで微粉砕されて平均粒径０．５μｍの原料粉末が作製された。次に、平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第２のＺｒＢ2粉末）７８．９質量％にこの原料粉末２０．０質量％が加えられ、さらに平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第２の焼結助剤）１．１質量％が加えられ、メカニカル混合された後、有機バインダー（第２の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱混練され、混合されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
この成形材料が射出成形機に投入され、所望の金型内に、可塑化させた成形材料が５０〜１００ＭＰａの圧力で射出され、金型内で冷却固化後に取り出されて成形体が作製された。
この成形体が大気脱脂炉に入れられて有機バインダーが加熱分解された後、グラファイト炉でＡｒ雰囲気中２１００℃で焼成され、冷却されて所望の導電性セラミックスが得られた。なお、この導電性セラミックスのＺｒＢ2配合率は８８．０質量％となった。
この導電性セラミックスの諸物性を測定した値は次の通りであった。かさ密度は５．２８ｇ／ｃｍ3、吸水率は０％であった。焼結密度比は９７．１％であった。また、室温での熱伝導率は７０．９Ｗ／ｍ・Ｋであった。室温での体積固有抵抗値は２．８７×１０-5Ω・ｃｍであった。
（実施例３）
平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第１のＺｒＢ2粉末）１０．０質量％と、平均粒径０．７μｍのＳｉＣ粉（第１のＳｉＣ粉末）８３．０質量％と、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第１の焼結助剤）７．０質量％とがメカニカル混合された後、有機バインダー（第１の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱・加圧混練されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第１のＺｒＢ2粉末）１０．０質量％と、平均粒径０．７μｍのＳｉＣ粉（第１のＳｉＣ粉末）８３．０質量％と、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第１の焼結助剤）７．０質量％とがメカニカル混合された後、有機バインダー（第１の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱・加圧混練されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
この成形材料が大気脱脂炉に入れられて有機バインダーが加熱分解された後、グラファイト炉でＡｒ雰囲気中２３００℃で焼成された。成形材料は一部液相が生成するように加熱焼結されて焼結体が作製された。焼結体が冷却されて焼結ペレットが得られた。
この焼結ペレットが遊星ボールミルで微粉砕されて平均粒径０．５μｍの原料粉末が作製された。次に、平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第２のＺｒＢ2粉末）６６．７質量％にこの原料粉末３３．３質量％が加えられ、メカニカル混合された後、有機バインダー（第２の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱混練され、混合されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
この成形材料が射出成形機に投入され、所望の金型内に、可塑化させた成形材料が５０〜１００ＭＰａの圧力で射出され、金型内で冷却固化後に取り出されて成形体が作製された。
この成形体が大気脱脂炉に入れられて有機バインダーが加熱分解された後、グラファイト炉でＡｒ雰囲気中２１００℃で焼成され、冷却されて所望の導電性セラミックスが得られた。なお、この導電性セラミックスのＺｒＢ2配合率は７０．０質量％となった。
この導電性セラミックスの諸物性を測定した値は次の通りであった。かさ密度は４．６８ｇ／ｃｍ3、吸水率は０％であった。焼結密度比は９９．６％であった。また、室温での熱伝導率は９２．７Ｗ／ｍ・Ｋであった。室温での体積固有抵抗値は４．２１×１０-5Ω・ｃｍであった。
（実施例４）
平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉２０．０質量％と、平均粒径０．７μｍのＳｉＣ粉７７．０質量％と、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（焼結助剤）３．０質量％とがメカニカル混合された後、有機バインダー（第１の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱・加圧混練されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉２０．０質量％と、平均粒径０．７μｍのＳｉＣ粉７７．０質量％と、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（焼結助剤）３．０質量％とがメカニカル混合された後、有機バインダー（第１の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱・加圧混練されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
この成形材料が大気脱脂炉に入れられて有機バインダーが加熱分解された後、グラファイト炉でＡｒ雰囲気中２３００℃で焼成された。成形材料は一部液相が生成するように加熱焼結されて焼結体が作製された。焼結体が冷却されて焼結ペレットが得られた。
この焼結ペレットが遊星ボールミルで微粉砕されて平均粒径０．５μｍの原料粉末が作製された。次に、この原料粉末１００．０質量％に、有機バインダー（第２の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱混練され、混合されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
この成形材料が射出成形機に投入され、所望の金型内に、可塑化させた成形材料が５０〜１００ＭＰａの圧力で射出され、金型内で冷却固化後に取り出されて成形体が作製された。
この成形体が大気脱脂炉に入れられて有機バインダーが加熱分解された後、グラファイト炉でＡｒ雰囲気中２１５０℃で焼成され、冷却されて所望の導電性セラミックスが得られた。なお、この導電性セラミックスのＺｒＢ2配合率は２０．０質量％となった。
この導電性セラミックスの諸物性を測定した値は次の通りであった。かさ密度は３．３７ｇ／ｃｍ3、吸水率は０％であった。焼結密度比は９８．３％であった。また、室温での熱伝導率は１５７．０Ｗ／ｍ・Ｋであった。室温での体積固有抵抗値は４．００×１０-1Ω・ｃｍであった。室温での３点曲げ強度は４１０ＭＰａであった。
（実施例５）
実施例４と同様の方法で成形体が得られた後、この成形体が大気脱脂炉に入れられて有機バインダーが加熱分解された後、グラファイト炉でＡｒ雰囲気中１９００℃で焼成され、冷却されて所望の導電性セラミックスが得られた。なお、この導電性セラミックスのＺｒＢ2配合率は２０．０質量％となった。
（実施例５）
実施例４と同様の方法で成形体が得られた後、この成形体が大気脱脂炉に入れられて有機バインダーが加熱分解された後、グラファイト炉でＡｒ雰囲気中１９００℃で焼成され、冷却されて所望の導電性セラミックスが得られた。なお、この導電性セラミックスのＺｒＢ2配合率は２０．０質量％となった。
この導電性セラミックスの諸物性を測定した値は次の通りであった。かさ密度は３．３０ｇ／ｃｍ3、吸水率は０％であった。焼結密度比は９６．２％であった。また、室温での熱伝導率は１４０．４Ｗ／ｍ・Ｋであった。室温での体積固有抵抗値は１．０４×１０-0Ω・ｃｍであった。
（実施例６）
平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第１のＺｒＢ2粉末）７０．０質量％と、平均粒径０．７μｍのＳｉＣ粉（第１のＳｉＣ粉末）２８．９質量％と、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第１の焼結助剤）１．１質量％とがメカニカル混合された後、有機バインダー（第１の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱・加圧混練されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
（実施例６）
平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第１のＺｒＢ2粉末）７０．０質量％と、平均粒径０．７μｍのＳｉＣ粉（第１のＳｉＣ粉末）２８．９質量％と、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第１の焼結助剤）１．１質量％とがメカニカル混合された後、有機バインダー（第１の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱・加圧混練されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
この成形材料が大気脱脂炉に入れられて有機バインダーが加熱分解された後、グラファイト炉でＡｒ雰囲気中２３００℃で焼成された。成形材料は一部液相が生成するように加熱焼結されて焼結体が作製された。焼結体が冷却されて焼結ペレットが得られた。
この焼結ペレットが遊星ボールミルで微粉砕されて平均粒径０．５μmの原料粉末が作製された。次に、平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第２のＺｒＢ2粉末）９５．０質量％にこの原料粉末４．０質量％が加えられ、さらに平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第２の焼結助剤）１．０質量％が加えられ、メカニカル混合された後、有機バインダー（第２の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱混練され、混合されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
この成形材料が射出成形機に投入され、所望の金型内に、可塑化させた成形材料が５０〜１００ＭＰａの圧力で射出され、金型内で冷却固化後に取り出されて成形体が作製された。
この成形体が大気脱脂炉に入れられて有機バインダーが加熱分解された後、グラファイト炉でＡｒ雰囲気中２１５０℃で焼成され、冷却されて所望の導電性セラミックスが得られた。なお、この導電性セラミックスのＺｒＢ2配合率は９７．８質量％となる。
この導電性セラミックスの諸物性を測定した値は次の通りであった。かさ密度は５．７８ｇ／ｃｍ3、吸水率は０％であった。焼結密度比は９７．４％であった。また、室温での熱伝導率は６２．０Ｗ／ｍ・Ｋであった。室温での体積固有抵抗値は２．１８×１０-5Ω・ｃｍであった。
(実施例７)
平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第１のＺｒＢ2粉末）４５．７質量％と、平均粒径０．７μｍのＳｉＣ粉（第１のＳｉＣ粉末）５３．９質量％と、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第１の焼結助剤）０．４質量％とがメカニカル混合された後、有機バインダー（第１の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱・加圧混練されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第１のＺｒＢ2粉末）４５．７質量％と、平均粒径０．７μｍのＳｉＣ粉（第１のＳｉＣ粉末）５３．９質量％と、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第１の焼結助剤）０．４質量％とがメカニカル混合された後、有機バインダー（第１の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱・加圧混練されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
この成形材料が大気脱脂炉に入れられて有機バインダーが加熱分解された後、グラファイト炉でＡｒ雰囲気中２３００℃で焼成された。成形材料は一部液相が生成するように加熱焼結されて焼結体が作製された。焼結体が冷却されて焼結ペレットが得られた。
この焼結ペレットが遊星ボールミルで微粉砕されて平均粒径０．５μｍの原料粉末が作製された。次に、この原料粉末２１．９質量％に、平均粒径０．７μｍのＳｉＣ粉（第２のＳｉＣ粉末）７５．１質量％と、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第２の焼結助剤）３．０質量％とが加えられ、メカニカル混合された後、有機バインダー（第２の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱混練されて、混合されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
この成形材料が射出成形機に投入され、所望の金型内に、可塑化させた成形材料が５０〜１００ＭＰａの圧力で射出され、金型内で冷却固化後に取り出されて成形体が作製された。
この成形体が大気脱脂炉に入れられて有機バインダーを加熱分解された後、グラファイト炉でＡｒ雰囲気中２１５０℃で焼成され、冷却されて所望の導電性セラミックスが得られた。なお、この導電性セラミックスのＺｒＢ2配合率は１０．０質量％となった。
この導電性セラミックスの諸物性を測定した値は次の通りであった。かさ密度は３．２４ｇ／ｃｍ3、吸水率は０％であった。焼結密度比は９９．６％であった。また、室温での熱伝導率は１６２．６Ｗ／ｍ・Ｋであった。室温での体積固有抵抗値は６．２１×１０-0Ω・ｃｍであった。
(実施例８)
平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第１のＺｒＢ2粉末）２２．４質量％と、平均粒径０．７μｍのＳｉＣ粉（第１のＳｉＣ粉末）７３．１質量％と、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第１の焼結助剤）２．５質量％と、平均粒径１１ｎｍ（ナノメートル）のＣ粉（第１の焼結助剤）２．０質量％とがメカニカル混合された後、有機バインダー（第１の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱・加圧混練されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第１のＺｒＢ2粉末）２２．４質量％と、平均粒径０．７μｍのＳｉＣ粉（第１のＳｉＣ粉末）７３．１質量％と、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第１の焼結助剤）２．５質量％と、平均粒径１１ｎｍ（ナノメートル）のＣ粉（第１の焼結助剤）２．０質量％とがメカニカル混合された後、有機バインダー（第１の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱・加圧混練されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
この成形材料が大気脱脂炉に入れられて有機バインダーが加熱分解された後、グラファイト炉でＡｒ雰囲気中２３００℃で焼成された。成形材料は一部液相が生成するように加熱焼結されて焼結体が作製された。焼結体が冷却されて焼結ペレットが得られた。
この焼結ペレットが遊星ボールミルで微粉砕されて平均粒径０．５μｍの原料粉末が作製された。次に、平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第２のＺｒＢ2粉末）３０．０質量％にこの原料粉末７０．０質量％が加えられ、メカニカル混合された後、有機バインダー（第２の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱混練され、混合されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
この材料が射出成形機に投入され、所望の金型内に、可塑化させた材料が５０〜１００ＭＰａの圧力で射出され、金型内で冷却固化後に取り出されて成形体が作製された。
この成形体が大気脱脂炉に入れられて有機バインダーが加熱分解された後、グラファイト炉でＡｒ雰囲気中２１００℃で焼成され、冷却されて所望の導電性セラミックスが得られた。なお、この導電性セラミックスのＺｒＢ2配合率は４５．７質量％となった。
この導電性セラミックスの諸物性を測定した値は次の通りであった。かさ密度は３．８８ｇ／ｃｍ3、吸水率は０％であった。焼結密度比は９７．９％であった。また、室温での熱伝導率は１２４．６Ｗ／ｍ・Ｋであった。室温での体積固有抵抗値は２．７８×１０-4Ω・ｃｍであった。室温での３点曲げ強度は３６３ＭＰａであった。
(実施例９)
平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第１のＺｒＢ2粉末）４５．７質量％と、平均粒径０．７μｍのＳｉＣ粉（第１のＳｉＣ粉末）５３．２質量％と、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第１の焼結助剤）１．１質量％とがメカニカル混合された後、有機バインダー（第１の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱・加圧混練されて、均一分散したコンパウンドが作製された。このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第１のＺｒＢ2粉末）４５．７質量％と、平均粒径０．７μｍのＳｉＣ粉（第１のＳｉＣ粉末）５３．２質量％と、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第１の焼結助剤）１．１質量％とがメカニカル混合された後、有機バインダー（第１の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱・加圧混練されて、均一分散したコンパウンドが作製された。このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
この成形材料が大気脱脂炉に入れられて有機バインダーを加熱分解させた後、グラファイト炉でＡｒ雰囲気中２３００℃で焼成された。成形材料は一部液相が生成するように加熱焼結されて焼結体が作製された。焼結体が冷却されて焼結ペレットが得られた。
この焼結ペレットが遊星ボールミルで微粉砕されて平均粒径０．５μｍの原料粉末が作製された。次に、この原料粉末７０．０質量％に、平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第２のＺｒＢ2粉末）２８．０質量％と、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第２の焼結助剤）１．０質量％と、平均粒径１１ｎｍのＣ粉（第２の焼結助剤）１．０質量％とが加えられ、メカニカル混合された後、有機バインダー（第２の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱混練され、混合されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
この成形材料が射出成形機に投入され、所望の金型内に、可塑化させた成形材料が５０〜１００ＭＰａの圧力で射出され、金型内で冷却固化後に取り出されて成形体が作製された。
この成形体が大気脱脂炉に入れられて有機バインダーを加熱分解された後、グラファイト炉でＡｒ雰囲気中２１５０℃で焼成され、冷却されて所望の導電性セラミックスが得られた。なお、この導電性セラミックスのＺｒＢ2配合率は６０．０質量％となった。
この導電性セラミックスの諸物性を測定した値は次の通りであった。かさ密度は４．３１ｇ／ｃｍ3、吸水率は０％であった。焼結密度比は９８．９％であった。また、室温での熱伝導率は１０７．６Ｗ／ｍ・Ｋであった。室温での体積固有抵抗値は７．８５×１０-5Ω・ｃｍであった。
(実施例１０)
平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第１のＺｒＢ2粉末）４５．７質量％と、平均粒径０．７μｍのＳｉＣ粉（第１のＳｉＣ粉末）５３．２質量％と、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第１の焼結助剤）１．１質量％とがメカニカル混合された後、有機バインダー（第１の有機バインダー）を２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱・加圧混練されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第１のＺｒＢ2粉末）４５．７質量％と、平均粒径０．７μｍのＳｉＣ粉（第１のＳｉＣ粉末）５３．２質量％と、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第１の焼結助剤）１．１質量％とがメカニカル混合された後、有機バインダー（第１の有機バインダー）を２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱・加圧混練されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
この成形材料が大気脱脂炉に入れられて有機バインダーが加熱分解された後、グラファイト炉でＡｒ雰囲気中２３００℃で焼成された。成形材料は一部液相が生成するように加熱焼結されて焼結体が作製された。焼結体が冷却されて焼結ペレットが得られた。
この焼結ペレットが遊星ボールミルで微粉砕されて平均粒径０．５μｍの原料粉末が作製された。次に、この原料粉末５０．０質量％に、平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第２のＺｒＢ2粉末）７．１質量％と、平均粒径０．７μmのＳｉＣ粉（第２のＳｉＣ粉末）４０．９質量％と、Ｂ4Ｃ粉（第２の焼結助剤）１．０質量％と、平均粒径１１ｎｍのＣ粉（第２の焼結助剤）１．０質量％とが加えられ、メカニカル混合された後、有機バインダー（第２の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱混練され、混合されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
この成形材料が射出成形機に投入され、所望の金型内に、可塑化させた成形材料が５０〜１００ＭＰａの圧力で射出され、金型内で冷却固化後に取り出されて成形体が作製された。
この成形体が大気脱脂炉に入れられて有機バインダーが加熱分解させた後、グラファイト炉でＡｒ雰囲気中２０５０℃で焼成され、冷却されて所望の導電性セラミックスが得られた。なお、この導電性セラミックスのＺｒＢ2配合率は３０．０質量％となった。
その導電性セラミックスの諸物性を測定した値は次の通りであった。かさ密度は３．５４ｇ／ｃｍ3、吸水率は０％であった。焼結密度比は９７．８％であった。また、室温での熱伝導率は１４３．０Ｗ／ｍ・Ｋであった。室温での体積固有抵抗値は１．８６×１０-2Ω・ｃｍであった。
（実施例１１）
平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第１のＺｒＢ2粉末）４５．７質量％と、平均粒径０．７μｍのＳｉＣ粉（第１のＳｉＣ粉末）５３．２質量％と、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第１の焼結助剤）１．１質量％とがメカニカル混合された後、有機バインダー（第１の有機バインダー）を２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱・加圧混練されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
平均粒径２．１μｍのＺｒＢ2粉（第１のＺｒＢ2粉末）４５．７質量％と、平均粒径０．７μｍのＳｉＣ粉（第１のＳｉＣ粉末）５３．２質量％と、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第１の焼結助剤）１．１質量％とがメカニカル混合された後、有機バインダー（第１の有機バインダー）を２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱・加圧混練されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
この成形材料が大気脱脂炉に入れられて有機バインダーが加熱分解された後、グラファイト炉でＡｒ雰囲気中２３００℃で焼成された。成形材料は一部液相が生成するように加熱焼結されて焼結体が作製された。焼結体が冷却されて焼結ペレットが得られた。
この焼結ペレットが遊星ボールミルで微粉砕されて平均粒径０．５μｍの原料粉末が作製された。次に、この原料粉末９９．８質量％に、平均粒径０．３μｍのＢ4Ｃ粉（第２の焼結助剤）０．２質量％とが加えられ、メカニカル混合された後、有機バインダー（第２の有機バインダー）が２０部加えられ、加圧式ニーダーで加熱混練され、混合されて、均一分散したコンパウンドが作製された。その後、このコンパウンドがペレット化されて成形材料とされた。
この成形材料が射出成形機に投入され、所望の金型内に、可塑化させた成形材料が５０〜１００ＭＰａの圧力で射出され、金型内で冷却固化後に取り出されて成形体が作製された。
この成形体が大気脱脂炉に入れられて有機バインダーが加熱分解させた後、グラファイト炉でＡｒ雰囲気中２１５０℃で焼成され、冷却されて所望の導電性セラミックスが得られた。なお、この導電性セラミックスのＺｒＢ2配合率は４５．６質量％となった。
その導電性セラミックスの諸物性を測定した値は次の通りであった。かさ密度は３．９４ｇ／ｃｍ3、吸水率は０％であった。焼結密度比は９８．６％であった。また、室温での熱伝導率は１２８．７Ｗ／ｍ・Ｋであった。室温での体積固有抵抗値は２．９２×１０-4Ω・ｃｍであった。
（実施例１２）
上記の製造方法と同様に、ＺｒＢ2とＳｉＣとＢ4Ｃの成分を変化させて、焼結品を作製した。
上記の製造方法と同様に、ＺｒＢ2とＳｉＣとＢ4Ｃの成分を変化させて、焼結品を作製した。
その焼結品の焼結密度比が９５％以上のサンプルの室温での熱伝導率と体積固有抵抗値と３点曲げ強度とを測定し、焼成品のＺｒＢ2の配合率（質量％）順にまとめた。
表１はＺｒＢ2配合率（質量％）と室温での熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）との関係を表したもので、それをグラフ化したものが図６である。
表２はＺｒＢ2配合率（質量％）と室温での体積固有抵抗値（Ω・ｃｍ）との関係を表したもので、それをグラフ化したものが図７である。
表３はＺｒＢ2配合率（質量％）と室温での３点曲げ強度との関係を表したもので、それをグラフ化したものが図８である。
（実施例１３）
上記の実施例７の方法で作製した直径２５ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの導電性セラミックス（導電性セラミックスのＺｒＢ2配合率は１０質量％）の両端に電極が作製された。その電極に、６０Ｈｚ、１０Ｖの交流電圧が印加された。導電性セラミックスの表面温度を測定したところ、表面温度は数秒で２０５℃に達した。
上記の実施例７の方法で作製した直径２５ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの導電性セラミックス（導電性セラミックスのＺｒＢ2配合率は１０質量％）の両端に電極が作製された。その電極に、６０Ｈｚ、１０Ｖの交流電圧が印加された。導電性セラミックスの表面温度を測定したところ、表面温度は数秒で２０５℃に達した。
同様にして１５Ｖ、２０Ｖの電圧が印加されたところ、表面温度はそれぞれ３４８℃、５８０℃に達した。
また、同様に実施例４の方法で作製した直径２５ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの導電性セラミックス（導電性セラミックスのＺｒＢ2配合率は２０質量％）にも１０Ｖ、１５Ｖの電圧が印加されたところ、表面温度はそれぞれ１７５℃、４５０℃に達した。
表４はＺｒＢ2配合率（質量％）と体積固有抵抗値（Ω・ｃｍ）と発熱表面温度（℃）の関係を表したものである。
上記事項から、本実施例の導電性セラミックスには通電による発熱効果があることが、明らかになった。これにより、高温タイプの通電発熱体として使用することができる。
（実施例１４）
上記の実施例７の方法で作製した直径２５ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの導電性セラミックス（導電性セラミックスのＺｒＢ2配合率は１０質量％）が市販の電子レンジの中にアルミナセラミックストレーに乗せて入れられ、出力７００Ｗ、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波に１０秒間照射された。照射後の導電性セラミックスの表面温度を測定したところ、表面温度は３７９℃に達した。
上記の実施例７の方法で作製した直径２５ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの導電性セラミックス（導電性セラミックスのＺｒＢ2配合率は１０質量％）が市販の電子レンジの中にアルミナセラミックストレーに乗せて入れられ、出力７００Ｗ、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波に１０秒間照射された。照射後の導電性セラミックスの表面温度を測定したところ、表面温度は３７９℃に達した。
同様にして２０秒間照射された後、導電性セラミックスの表面温度を測定したところ、表面温度は５３１℃に達した。
また、同様に実施例４の方法で作製した直径２５ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの導電性セラミックス（導電性セラミックスのＺｒＢ2配合率は２０質量％）にも１０秒間、２０秒間マイクロ波が照射されたところ、表面温度はそれぞれ２４６℃、３４８℃に達した。
表５はＺｒＢ2配合率（質量％）と体積固有抵抗値（Ω・ｃｍ）と発熱表面温度（℃）の関係を表したものである。
上記事項から、本実施例の導電性セラミックスにはマイクロ波による発熱効果があることが、明らかになった。これにより、高温タイプのマイクロ波発熱体として使用することができる。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
本発明は、ＺｒＢ2粉末とＳｉＣ粉末とを配合した導電性セラミックスの製造方法に特に有利に適用され得る。
１ 第１の金属線、２ 第２の金属線、３ 導電性セラミックス、４，５ 白金ペースト、６ 耐火物粉、７ 接着剤、１０ 熱電対。
Claims (7)
- 第１のＺｒＢ2粉末と第１のＳｉＣ粉末と第１の焼結助剤と第１の有機バインダーとを混合した混合粉末を圧縮して圧縮体を作製する工程と、
前記圧縮体を一部液相が生成するように加熱焼結して焼結体を作製する工程と、
前記焼結体を冷却する工程と、
前記焼結体を粉砕して原料粉末を作製する工程と、
前記原料粉末と、第２のＺｒＢ2粉末、第２のＳｉＣ粉末および第２の焼結助剤の少なくともいずれかと、第２の有機バインダーとを混合して成形体を作製する工程と、
前記成形体を常圧で焼結する工程とを備えた、導電性セラミックスの製造方法。 - 前記原料粉末は、
前記第１のＺｒＢ2粉末を１０質量％以上７０質量％以下含み、
前記第１のＳｉＣ粉末および前記第１の焼結助剤の混合材料を３０質量％以上９０質量％以下含む、請求項１に記載の導電性セラミックスの製造方法。 - 前記成形体は、前記原料粉末を４質量％以上１００質量％未満含む、請求項１または２に記載の導電性セラミックスの製造方法。
- 前記第１の焼結助剤は、Ｂ4Ｃ粉末を含み、
前記原料粉末は、前記Ｂ4Ｃ粉末を０．４質量％以上７質量％以下含む、請求項１〜３のいずれかに記載の導電性セラミックスの製造方法。 - ＺｒＢ2粉末とＳｉＣ粉末と焼結助剤と第１の有機バインダーとを配合した混合粉末を圧縮して圧縮体を作製する工程と、
前記圧縮体を一部液相化するように加熱焼結して焼結体を作製する工程と、
前記焼結体を冷却する工程と、
前記焼結体を粉砕して原料粉末を作製する工程と、
前記原料粉末と、第２の有機バインダーとを混合して成形体を作製する工程と、
前記成形体を常圧で焼結する工程とを備えた、導電性セラミックスの製造方法。 - 前記成形体は、１９００℃以上２２００℃以下で焼結される、請求項１〜５のいずれかに記載の導電性セラミックスの製造方法。
- 前記成形体は、射出成形で作製される、請求項１〜６のいずれかに記載の導電性セラミックスの製造方法。
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