JP2016141133A - Molding die for casting, method for producing sintered compact, sintered compact and oxide target - Google Patents

Molding die for casting, method for producing sintered compact, sintered compact and oxide target Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a molding die for casting capable of suppressing the breakage of a molded body without sacrificing a raw material yield, a method for producing a sintered compact using the same, a sintered compact reduced in defects using the production method, and an oxide target.SOLUTION: Provided is a molding die for casting having a bottom part and side wall parts forming a slurry filling space, in which the bottom part has water absorptivity, and the slurry filling space side of the side walls is provided with a flexible layer peeled from the side wall parts after slurry filling. Also provided is a method for producing a sintered compact comprising: a molding step where the slurry filling space of the molding die for casting is filled with slurry including inorganic powder and a binder; a drying step where the molded body obtained through the molding step is discharged from the slurry filling space; and a firing step where the molded body passed through the drying step is fired.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、鋳込み成形用成形型、該鋳込み成形用成形型を用いる焼結体の製造方法、該製造方法により製造される焼結体、および該焼結体を用いて形成される酸化物ターゲットに関する。   The present invention relates to a casting mold, a method for manufacturing a sintered body using the casting mold, a sintered body manufactured by the manufacturing method, and an oxide target formed using the sintered body About.

無機粉末、例えばセラミック粉末を用いる、欠陥のない高密度のセラミック成形体は、一般にCIP(静水圧プレス)装置を用いて作製されている。CIPは、大型の設備を必要とするうえ、ゴム型を使用する場合にはニアネット成形が困難であり、成形後の加工損失も多くなる。これに対して、簡易な成形方法としてスラリー(泥漿)を用いる鋳込み成形(以下、単に「鋳込み成形」ともいう。)が知られている。   A defect-free high-density ceramic molded body using an inorganic powder such as a ceramic powder is generally produced using a CIP (hydrostatic pressure press) apparatus. CIP requires a large facility, and when a rubber mold is used, near-net molding is difficult and processing loss after molding increases. On the other hand, cast molding using slurry (slurry) (hereinafter also simply referred to as “cast molding”) is known as a simple molding method.

鋳込み成形は、スラリーを石膏型などの吸水性を有する成形型に充填し、成形型の吸水性により脱水しながら成形室内壁にスラリー中の無機粉末などによる堆積層を形成し、適時乾燥した堆積層を成形型から取り出して成形体を得る方法である。一般的な鋳込み成形は、成形型が安価であり、特段の加圧設備も必要でないため、比較的薄肉かつ小型の成形体を作製する場合に多用されている。しかし、比較的厚肉かつ大型の例えば酸化物ターゲットに用いるような高密度の成形体を、鋳込み成形により欠陥なく作製することは困難であった。   In casting molding, the slurry is filled in a mold having water absorbency such as a plaster mold, and a deposit layer of inorganic powder in the slurry is formed on the inner wall of the mold while dehydrating by the water absorption of the mold, and the deposit is dried in a timely manner. In this method, the layer is taken out of the mold and a molded body is obtained. General casting molding is often used when a relatively thin and compact molded body is produced because the mold is inexpensive and no special pressurizing equipment is required. However, it has been difficult to produce a relatively thick and large molded body having a high density such as that used for an oxide target by casting.

そのため、鋳込み成形の改善に係る様々な提案がなされている。例えば、特許文献1(特開平11−19910号公報)には、高密度で組成が均一なセラミック焼結体を作ることを目的とした、成形用凹部が上面に設けられた非吸液性の下型と、前記下型の上面に被さる吸液性の上型とからなる固形泥漿鋳込み成形型が開示されている。また、特許文献2(特開2011−140235号公報)には、成形体の製造歩留向上と成形時間の改善を目的とした、成形用凹部が上面に設けられた吸液性の下型と、該下型の上面に被さる吸液性の上型とからなり、該成形用凹部の側面と底面とが作る辺が所定の曲率半径のアールを有する泥漿鋳込み用の成形型が開示されている。アールを設ける目的は、成形体を成形型から取り外す際の割れ等を防止することである。   For this reason, various proposals relating to improvements in casting are made. For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-19910) discloses a non-liquid-absorbing type in which a molding recess is provided on the upper surface for the purpose of producing a ceramic sintered body having a high density and a uniform composition. A solid mud casting mold comprising a lower mold and a liquid-absorbing upper mold covering the upper surface of the lower mold is disclosed. Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-140235) discloses a liquid-absorbing lower mold provided with a molding recess on the upper surface for the purpose of improving the production yield of molded articles and improving molding time. A mold for casting mud is disclosed, which comprises a liquid-absorbing upper mold that covers the upper surface of the lower mold, and the side formed by the side and bottom surfaces of the molding recess has a radius of curvature of a predetermined curvature. . The purpose of providing the round is to prevent cracking when the molded body is removed from the mold.

特開平11−19910号公報JP-A-11-19910 特開2011−140235号公報JP 2011-140235 A

しかしながら、特許文献1に記載の成形型の場合は、吸液性の上型に着肉層が形成されるため、着肉層が厚くなり水分が少なくなってくると、着肉終了前に自重により脱型し成形体が破損する恐れがある。また、特許文献2に記載の成形型の場合は、成形体の辺に必要以上のアール形状が形成されるため、ニアネットシェイプに成形できない。そのため、成形工程での個数歩留が改善できたとしても最終形状を得るための加工ロスが増えるため、原料歩留が低下する問題がある。   However, in the case of the molding die described in Patent Document 1, a thickening layer is formed on the liquid-absorbing upper mold. Therefore, when the thickening layer becomes thick and moisture decreases, May cause the mold to be removed and the molded body to be damaged. Moreover, in the case of the shaping | molding die of patent document 2, since the round shape more than necessary is formed in the edge | side of a molded object, it cannot shape | mold in a near net shape. Therefore, even if the number yield in the molding process can be improved, the processing loss for obtaining the final shape increases, and there is a problem that the raw material yield decreases.

そこで、上記問題点に鑑み、本発明は、原料歩留を犠牲にすることなく、成形体の破損抑制が可能な鋳込み成形用成形型およびそれを用いた焼結体の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、かかる製造方法を用いて、欠陥の少ない焼結体および酸化物ターゲットを提供することを目的とする。   Accordingly, in view of the above problems, the present invention provides a mold for casting molding capable of suppressing breakage of a molded body without sacrificing raw material yield and a method for producing a sintered body using the same. With the goal. Moreover, this invention aims at providing a sintered compact with few defects, and an oxide target using this manufacturing method.

本発明の鋳込み成形用成形型は、(i)スラリー充填空間を形成する底部および側壁部を有し、(ii)前記底部は吸水性を有し、(iii)前記側壁部の前記スラリー充填空間側に、スラリー充填後に前記側壁部から剥離する柔軟層を備える、ことを特徴とする。   The casting mold of the present invention has (i) a bottom portion and a side wall portion forming a slurry filling space, (ii) the bottom portion has water absorption, and (iii) the slurry filling space in the side wall portion. A flexible layer that peels off from the side wall portion after slurry filling is provided on the side.

また、前記鋳込み成形型において、前記柔軟層が吸水性であり、前記側壁部が非吸水性であることが好ましい。さらに、前記柔軟層は繊維質シート材を用いて構成されていることが好ましい。   In the casting mold, it is preferable that the flexible layer is water-absorbing and the side wall is non-water-absorbing. Furthermore, it is preferable that the flexible layer is configured using a fibrous sheet material.

また、前記鋳込み成形型において、前記側壁部の前記柔軟層と対向する側に、撥水性のある撥水層を備えていることが好ましい。さらに、前記撥水層は撥水性シート材を用いて構成されていることが好ましい。   In the casting mold, it is preferable that a water repellent layer having water repellency is provided on the side of the side wall portion facing the flexible layer. Furthermore, the water repellent layer is preferably formed using a water repellent sheet material.

また、前記鋳込み成形型において、前記柔軟性層は前記底部から離間して配置されていることが好ましい。   In the casting mold, it is preferable that the flexible layer is disposed apart from the bottom.

また、前記鋳込み成形型において、前記スラリー充填空間は前記側壁部に有する複数の隣接平面により多角柱形状に構成され、前記多角柱形状の角部をわたる前記隣接平面の部分には、連続な前記柔軟層が配置されていることが好ましい。   Further, in the casting mold, the slurry filling space is configured in a polygonal column shape by a plurality of adjacent planes in the side wall portion, and the adjacent plane portion that crosses the corners of the polygonal column shape has a continuous shape. A flexible layer is preferably disposed.

本発明の焼結体の製造方法は、前記いずれかの鋳込み成形用成形型のスラリー充填空間に、無機粉末とバインダと含むスラリーを充填する鋳込み成形工程と、前記鋳込み成形工程を経て得られた成形体を前記スラリー充填空間から取り出して乾燥する乾燥工程と、前記乾燥工程を経た前記成形体を焼成する焼成工程とを含むことを特徴とする。
また、前記焼結体の製造方法において、前記乾燥工程と前記焼成工程の間に予備焼成工程を有することが好ましい。
The method for producing a sintered body of the present invention was obtained through a casting process in which slurry containing inorganic powder and a binder is filled in a slurry filling space of any one of the casting molds, and the casting process. It includes a drying step of taking out the molded body from the slurry filling space and drying, and a firing step of firing the molded body that has undergone the drying step.
Moreover, in the manufacturing method of the said sintered compact, it is preferable to have a preliminary baking process between the said drying process and the said baking process.

本発明の焼結体は、前記いずれかの焼結体の製造方法によって製造された焼結体であることを特徴とする。
さらに、本発明の酸化物ターゲットは、前記焼結体を用いて形成されていることを特徴とする。
The sintered body of the present invention is a sintered body produced by any one of the above-described methods for producing a sintered body.
Furthermore, the oxide target of the present invention is formed using the sintered body.

本発明によれば、原料歩留を犠牲にすることなく、成形体の破損抑制が可能な鋳込み成形用成形型およびそれを用いた焼結体の製造方法を提供することができる。さらに、かかる製造方法を採用することによって、欠陥の少ない焼結体および酸化物ターゲットを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a casting mold that can suppress damage to the molded body without sacrificing the raw material yield and a method for manufacturing a sintered body using the same. Furthermore, by employing such a manufacturing method, a sintered body and an oxide target with few defects can be provided.

本発明に係る鋳込み成形用成形型の実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment of the shaping | molding die for casting molding which concerns on this invention. 本発明に係る鋳込み成形用成形型に用いる柔軟層の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the soft layer used for the shaping | molding die for casting molding which concerns on this invention. 本発明に係る鋳込み成形用成形型の他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of the shaping | molding die for casting molding which concerns on this invention. 本発明に係る焼結体の製造方法の実施形態を説明するための工程フロー図である。It is a process flow figure for explaining an embodiment of a manufacturing method of a sintered compact concerning the present invention.

本発明に係る鋳込み成形用成形型は、スラリー充填空間を形成する底部および側壁部を有する。かかる底部が吸水性を有する。さらに、上記側壁部のスラリー充填空間側(内壁側)に、スラリー充填後に前記側壁部から剥離する柔軟層を備える点が、本発明の重要な特徴の一つであり、かかる構成により、成形体の破損抑制に関して顕著な効果を発揮する。
以下、本発明に係る鋳込み成形用成形型、焼結体の製造方法、焼結体および酸化物ターゲットの実施形態を、具体的に説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。
The casting mold according to the present invention has a bottom part and a side wall part that form a slurry filling space. Such a bottom has water absorption. Furthermore, it is one of the important features of the present invention that the side wall portion is provided with a flexible layer that is peeled off from the side wall portion after slurry filling on the slurry filling space side (inner wall side). It has a remarkable effect on the prevention of damage.
Embodiments of a casting mold, a method for manufacturing a sintered body, a sintered body, and an oxide target according to the present invention will be specifically described below. However, the present invention is not limited to this.

図1(a)には本発明に係る鋳込み成形用成形型の実施形態の斜視図を、図1(b)には図1(a)のA−A線に沿った断面図を示す。鋳込み成形用成形型100は、スラリー充填空間1を形成する底部2および側壁部3を有する。図1に示す実施形態は、底部2が吸水性を有する、いわゆる片面着肉法(一面着肉法ともいう)用の成形型の例である。スラリー充填空間1は、上方に開口した凹部であり、スラリーは上方(z方向)からスラリー充填空間1に流し込まれ、充填される。   FIG. 1A is a perspective view of an embodiment of a casting mold according to the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. The casting mold 100 has a bottom portion 2 and a side wall portion 3 that form a slurry filling space 1. The embodiment shown in FIG. 1 is an example of a molding die for a so-called single-sided inking method (also referred to as a single-sided inking method) in which the bottom 2 has water absorption. The slurry filling space 1 is a recess opened upward, and the slurry is poured into the slurry filling space 1 from above (z direction) and filled.

吸水性の底部2は、充填されたスラリーの水分を吸収し、スラリーに含まれる原料粉末は底部2に着肉する。脱水と原料粉末の堆積が進行し、原料粉末が固化した成形体が形成される。吸水性の底部2には、水を吸収、透過する性質の他に、重い成形体を支えながら一定の形状を維持できる硬さ、強度を持つ材料を用いることが好ましい。例えば、石膏、ポーラス金属等を用いることができるが、このうち石膏が安価であり、好ましい。   The water-absorbing bottom portion 2 absorbs the moisture of the filled slurry, and the raw material powder contained in the slurry settles on the bottom portion 2. Dehydration and deposition of raw material powder proceed to form a molded body in which the raw material powder is solidified. In addition to the property of absorbing and transmitting water, the water-absorbing bottom portion 2 is preferably made of a material having hardness and strength capable of maintaining a constant shape while supporting a heavy molded body. For example, gypsum, porous metal, and the like can be used. Of these, gypsum is preferable because it is inexpensive.

一方、側壁部3は、成形体の外形および輪郭を画定する。そのため、側壁部3は、スラリー充填の際にも所定の形状を維持できる強度を有する。側壁部3のスラリー充填空間側に、スラリー充填後に側壁部3から剥離する柔軟性シート4を備える。かかる柔軟性シート4は、本発明における柔軟層の一例である。   On the other hand, the side wall part 3 demarcates the external shape and outline of a molded object. Therefore, the side wall part 3 has the intensity | strength which can maintain a predetermined shape also at the time of slurry filling. A flexible sheet 4 is provided on the side of the side wall 3 where the slurry is filled. Such a flexible sheet 4 is an example of a flexible layer in the present invention.

成形体から水分が抜けて乾燥するにつれて、成形体は収縮する傾向を示す。そのため、例えば、硬く、変形能に乏しい樹脂のみで側壁部を構成するような従来の方法では、乾燥収縮の際に側壁部の内壁との摩擦、摺動によって成形体に欠け、クラック等の破損が生じやすい。これに対して、柔軟性シート4は、柔軟性を有するだけでなく、鋳込み成形時に側壁部3に固着されていないため、スラリー充填、固化、乾燥に至る過程における成形体の収縮に追従しやすい性質を有する。柔軟性シート4が柔軟であり成形体表面を拘束する力が弱いため、成形体が乾燥によって収縮しても成形体の欠け、クラックを抑制することができる。   As moisture is removed from the molded body and dried, the molded body tends to shrink. Therefore, for example, in the conventional method in which the side wall portion is composed only of a hard resin having poor deformability, the molded body is chipped due to friction and sliding with the inner wall of the side wall portion during drying shrinkage, and damage such as cracks Is likely to occur. On the other hand, the flexible sheet 4 not only has flexibility, but is not fixed to the side wall portion 3 at the time of casting, and therefore easily follows the shrinkage of the molded body in the course of slurry filling, solidification, and drying. Has properties. Since the flexible sheet 4 is flexible and has a weak force to constrain the surface of the molded body, chipping and cracking of the molded body can be suppressed even when the molded body shrinks due to drying.

しかも、柔軟性シート4はスラリー充填後に側壁部3から剥離するため、乾燥後に成形型から成形体を取り出す際に欠け等が生じることも防ぐことができる。欠け防止の目的のために成形型の角にアールを設ける必要がないため、ニアネットシェイプの成形が可能となり、材料歩留も向上する。   In addition, since the flexible sheet 4 is peeled off from the side wall portion 3 after filling with the slurry, it is possible to prevent chipping and the like from occurring when the molded body is taken out from the mold after drying. For the purpose of preventing chipping, it is not necessary to provide a rounded corner at the corner of the mold, so that a near net shape can be formed and the material yield is improved.

スラリー充填後、成形体を取り出す際またはそれ以前に、柔軟性シート4は側壁部3から剥離する。柔軟性シート4が側壁部3から剥離する形態は、例えば柔軟性シート4が成形体側に貼り付いた状態で剥離する形態、柔軟性シート4が側壁部3と成形体の双方から剥離する形態がある。柔軟性シートが、成形体を取り出す際に成形体に貼り付いている程度に軽い場合は、前者の形態となる。一方、乾燥収縮の途中で柔軟性シート4が成形体から剥離すると後者の形態となる。この場合、柔軟性シート4が側壁部3に接触している場合があるが、固着力がなければかかる形態も剥離しているとみなす。側壁部3が成形体の乾燥収縮に追随しないような高強度を有していても、柔軟性シート4と側壁部3との間で剥離が生じるため、側壁部3が成形体の乾燥収縮を直接的に阻害することを防ぐことができる。   After the slurry is filled, the flexible sheet 4 is peeled off from the side wall 3 when the molded body is taken out or before that. The form in which the flexible sheet 4 is peeled from the side wall part 3 is, for example, a form in which the flexible sheet 4 is peeled off while being attached to the molded body side, or a form in which the flexible sheet 4 is peeled from both the side wall part 3 and the molded body. is there. When the flexible sheet is light enough to stick to the molded body when the molded body is taken out, the former form is used. On the other hand, when the flexible sheet 4 is peeled from the molded body during the drying shrinkage, the latter form is obtained. In this case, the flexible sheet 4 may be in contact with the side wall part 3, but if there is no fixing force, it is considered that this form is also peeled off. Even if the side wall 3 has such a high strength that it does not follow the dry shrinkage of the molded body, peeling occurs between the flexible sheet 4 and the side wall 3, so that the side wall 3 does not cause the dry shrinkage of the molded body. Direct inhibition can be prevented.

柔軟性シート4は、成形体の乾燥収縮に追随して変形するものであるため、柔軟性シート4だけでは、鋳込み成形中のスラリー充填空間の形状を維持する機能は発揮されない。形状を維持する機能は側壁部が持つ。したがって、例えば、シート平面を立てて配置した場合に、柔軟性シートが平面形状を維持したまま自立することができない場合でも、側壁部と組み合わせることで、スラリー充填空間が確保される。   Since the flexible sheet 4 is deformed following the drying shrinkage of the molded body, the function of maintaining the shape of the slurry filling space during the casting is not exhibited by the flexible sheet 4 alone. The side wall has the function of maintaining the shape. Therefore, for example, when the sheet is placed upright, even if the flexible sheet cannot stand by itself while maintaining the planar shape, the slurry filling space is secured by combining with the side wall.

柔軟層の構成は、上記剥離に関する機能等、本発明に係る機能を発揮するものであればこれを特に限定するものではない。吸水性(透水性)材料、非吸水性(非透水性)のいずれも用いることができる。より具体的には、例えば、非吸水性の材料であれば、ラップ等の樹脂フィルム、吸水性の材料であれば、織布・不織布、紙等の繊維質シート、スポンジなどを用いることができる。   The configuration of the flexible layer is not particularly limited as long as it exhibits the functions according to the present invention, such as the functions related to peeling. Either a water-absorbing (water-permeable) material or a non-water-absorbing (non-water-permeable) material can be used. More specifically, for example, a non-water-absorbing material may be a resin film such as a wrap, and a water-absorbing material may be a woven fabric / non-woven fabric, a fiber sheet such as paper, a sponge, or the like. .

柔軟層として吸水性の材料を用いる場合、以下の利点がある。吸水性を有する柔軟層は空気透過性も備えるため、成形体形成後の剥離性が高い。また、スラリーにはバインダが含まれるため、成形体取り出し時の柔軟層と成形体との固着力が大きくなる場合がある。これに対して、柔軟層の外側から少量の水分を吸収させることで、成形体から柔軟層を容易に剥離することができる。   When a water-absorbing material is used as the flexible layer, there are the following advantages. Since the flexible layer having water absorption also has air permeability, the peelability after forming the molded body is high. Further, since the slurry contains a binder, the adhesion force between the flexible layer and the molded body when the molded body is taken out may increase. On the other hand, a soft layer can be easily peeled from a molded object by absorbing a small amount of moisture from the outside of the soft layer.

吸水性を有する柔軟層としては、加工性等の観点から繊維質シート、特に紙が使いやすく、好ましい。紙等の繊維質シートを使用する場合でも、例えば自重で容易に変形するような柔軟性を確保できる厚さを選定する。例えば、紙や樹脂シートを用いる場合であれば、0.5mm以下の厚さのものが好適である。紙の厚さは、より好ましくは0.1mm以下である。紙は非弾性体とみなせる材料の一つであり、欠けやクラックの原因となる、乾燥収縮と逆方向の引張応力は実質的に働かないため、好ましい。   As the flexible layer having water absorption, a fiber sheet, particularly paper, is easy to use from the viewpoint of processability and the like, which is preferable. Even when a fiber sheet such as paper is used, a thickness capable of ensuring flexibility such as being easily deformed by its own weight is selected. For example, if paper or a resin sheet is used, a thickness of 0.5 mm or less is suitable. The thickness of the paper is more preferably 0.1 mm or less. Paper is one of materials that can be regarded as an inelastic material, and is preferable because tensile stress in the direction opposite to drying shrinkage, which causes chipping and cracking, does not substantially work.

柔軟層として吸水性の材料を用いる場合、側壁部は非吸水性であることが好ましい。これは、側壁部に底部と同様の脱水機能を持たせると、柔軟層と成形体との固着が強固になりすぎる場合や、スラリーが側壁部側まで到達して固化してしまう場合もあるからである。柔軟層が吸水層として機能しても、柔軟層のみの脱水、原料粉末着肉の作用はごく限られたものである。また、柔軟層の外側は非吸水性の側壁部で覆われているため、積極的に吸水および脱水を行う底部とは異なり、スラリー充填空間の側方の吸水性は限定的なものである。したがって、側壁部が非吸水性であれば、柔軟層と成形体とは緩やかに固着するため、乾燥中または乾燥終了後に成形体から柔軟層が剥離する際にも、成形体の破損が抑制される。水を吸収・透過しない非吸水性の材料としては、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂等の樹脂材料、ステンレス、真鍮等の金属材料、ガラス等を用いることができる。このうち、コストや取扱いのしやすさの観点から樹脂材料が好ましい。   When a water-absorbing material is used as the flexible layer, the side wall portion is preferably non-water-absorbing. This is because if the side wall portion has the same dehydration function as the bottom portion, the adhesion between the flexible layer and the molded body may be too strong, or the slurry may reach the side wall portion side and solidify. It is. Even if the flexible layer functions as a water-absorbing layer, the effects of dehydration and raw material powder deposition on the flexible layer alone are very limited. Further, since the outer side of the flexible layer is covered with a non-water-absorbing side wall, the water absorption on the side of the slurry filling space is limited, unlike the bottom that actively absorbs and dehydrates. Therefore, if the side wall portion is non-water-absorbing, the flexible layer and the molded body are gently fixed, so that the molded body can be prevented from being damaged even when the flexible layer is peeled off from the molded body during or after drying. The As the non-water-absorbing material that does not absorb / permeate water, resin materials such as acrylic resin and vinyl chloride resin, metal materials such as stainless steel and brass, glass, and the like can be used. Among these, a resin material is preferable from the viewpoint of cost and ease of handling.

一方、柔軟層として非吸水性の材料を用いる場合、側壁部が吸水性であるか非吸水性であるかは、成形体の欠けやクラックに影響しない。そのため、吸水性の側壁部も、非吸水性の側壁部と同様に用いることができる。すなわち、上述のアクリル樹脂、塩化ビニル樹脂等の樹脂材料、ステンレス、真鍮等の金属材料、ガラス等の他に、石膏等を用いることができる。底部と同じ材料を用いることも可能である。   On the other hand, when a non-water-absorbing material is used as the soft layer, whether the side wall portion is water-absorbing or non-water-absorbing does not affect chipping or cracks in the molded body. Therefore, the water-absorbing side wall can be used in the same manner as the non-water-absorbing side wall. That is, plaster etc. can be used in addition to the above-mentioned resin materials such as acrylic resin and vinyl chloride resin, metal materials such as stainless steel and brass, glass and the like. It is also possible to use the same material as the bottom.

上述のように成形体から水分が抜けて乾燥するにつれて、成形体は収縮する傾向を示す。そのため、側壁部側からも積極的に脱水する従来の方法では、乾燥収縮の際に側壁部の内壁との摩擦、摺動によって成形体に欠け、クラック等の破損が生じやすい。これに対して、上述のように側壁部または柔軟性シートに非吸水性を持たせることで、成形体の欠け等をより効果的に抑制することができる。   As described above, as the moisture is removed from the molded body and dried, the molded body tends to shrink. Therefore, in the conventional method in which water is actively dehydrated also from the side wall portion side, the molded body is easily chipped due to friction and sliding with the inner wall of the side wall portion during drying shrinkage, and damage such as cracks is likely to occur. On the other hand, by giving non-water absorption to the side wall or the flexible sheet as described above, it is possible to more effectively suppress chipping of the molded body.

図1に示す実施形態では、板状の成形体を得るために、スラリー充填空間1は直方体状であるが、スラリー充填空間1の形状はこれに限定されるものではない。例えば、底部2の形状が長方形以外の多角柱状、円柱状のスラリー充填空間を構成することもできる。また、図1に示す実施形態では、側壁部3の内壁は底部2に垂直であるが、最終製品の側面自体が傾斜している場合など、加工ロスが少ない場合は、側壁部の内壁は傾斜していてもよい。   In the embodiment shown in FIG. 1, the slurry filling space 1 has a rectangular parallelepiped shape in order to obtain a plate-shaped molded body, but the shape of the slurry filling space 1 is not limited to this. For example, a slurry filling space in which the shape of the bottom portion 2 is a polygonal columnar shape other than a rectangular shape or a cylindrical shape can be configured. In the embodiment shown in FIG. 1, the inner wall of the side wall 3 is perpendicular to the bottom 2, but the inner wall of the side wall is inclined when there is little processing loss, such as when the side surface of the final product is inclined. You may do it.

図1に示す実施形態では、矩形の枠状の側壁部3を、その投影形状よりも大きな、石膏ボード等で構成された基台5に載置して成形型が構成されている。基台5のうち枠状の側壁部3の内側に露出する部分が底部2を構成する。基台を枠状の側壁部の内側に挿入して成形型を構成することも可能であるが、図1に示すように基台5に枠状の側壁部を載置する構成が簡易で好ましい。矩形の枠状の側壁部3は、接着剤等によって接着して一体で構成されていてもよいし、複数の部材を組み合わせて構成されてもよい。図1に示す実施形態では、枠状の側壁部3は、平行に対置された一対の直方体状の部材3aと、部材3aの両端側から挟むようにして平行に対置された一対の直方体状の部材3bとで構成されている。矩形の各辺を構成する四つの部材は接着せずに、周囲をバンド締め(図示せず)で一時的に固定している。固定方法は、バンド締めに限らず、ネジ止め、嵌合、クランプ等の固定方法を採用することもできる。複数の部材を一時的に固定して側壁部を構成すれば、部材を側方に取り外すことで成形体を取り出すことができるので、成形体を損傷する可能性が低くなる。   In the embodiment shown in FIG. 1, a molding die is configured by placing a rectangular frame-shaped side wall 3 on a base 5 made of gypsum board or the like that is larger than the projected shape. A portion of the base 5 exposed to the inside of the frame-shaped side wall 3 constitutes the bottom 2. Although it is possible to form the mold by inserting the base into the inside of the frame-shaped side wall, a configuration in which the frame-shaped side wall is placed on the base 5 as shown in FIG. 1 is preferable. . The rectangular frame-shaped side wall 3 may be integrally formed by bonding with an adhesive or the like, or may be formed by combining a plurality of members. In the embodiment shown in FIG. 1, the frame-shaped side wall 3 includes a pair of rectangular parallelepiped members 3 a that are arranged in parallel and a pair of rectangular parallelepiped members 3 b that are arranged in parallel so as to be sandwiched from both ends of the member 3 a. It consists of and. The four members constituting each side of the rectangle are not bonded, but the periphery is temporarily fixed by band fastening (not shown). The fixing method is not limited to band tightening, and fixing methods such as screwing, fitting, and clamping can also be adopted. If the plurality of members are temporarily fixed to form the side wall portion, the molded body can be taken out by removing the members to the side, so that the possibility of damaging the molded body is reduced.

図1に示す実施形態において、側壁部3の内壁に沿って配置された柔軟性シート4は、全体として矩形枠状の形状を有する。柔軟性シート4は一体として構成されていてもよいし、複数のシート部材で構成されていてもよい。乾燥収縮を阻害しないようにするためには、柔軟性シートを複数のシート部材で構成することが好ましく、側壁部の平面の数と同じか、それ以上の数のシート部材で構成することがより好ましい。   In the embodiment shown in FIG. 1, the flexible sheet 4 arranged along the inner wall of the side wall portion 3 has a rectangular frame shape as a whole. The flexible sheet 4 may be configured as a single unit or may be configured by a plurality of sheet members. In order not to inhibit the drying shrinkage, the flexible sheet is preferably composed of a plurality of sheet members, and more preferably composed of a number of sheet members equal to or more than the number of side walls. preferable.

スラリー充填空間が、側壁部に有する複数の隣接平面により構成された、四角柱状等の多角柱形状である場合、多角柱形状の角部をわたる隣接平面の部分には、連続な柔軟性シートなどの柔軟層が配置されていることが好ましい。言い換えれば、スラリー充填空間の多角柱形状の角部を構成する側壁部には、かかる角部を構成する二つの平面にわたって連続な、柔軟性シートなどの柔軟層が配置されていることが好ましい。側壁部の平面毎に柔軟層が配置され、かかる柔軟層の繋ぎ目が角部に配置されると、そこからスラリーが漏れやすくなり、成形体の角部に微小な欠けが生じやすくなる場合がある。これに対して、角部に柔軟層の繋ぎ目が配置されないように、角部をわたる隣接平面の部分には連続な柔軟性シートなどの柔軟層を配置することで、かかる微小な欠けを防ぐことができる。   In the case where the slurry filling space has a polygonal column shape such as a quadrangular columnar shape constituted by a plurality of adjacent planes on the side wall portion, a continuous flexible sheet or the like is provided on the adjacent plane portion across the corner of the polygonal column shape. It is preferable that the flexible layer is disposed. In other words, it is preferable that a flexible layer such as a flexible sheet, which is continuous over two planes constituting the corner portion, is disposed on the side wall portion constituting the corner portion of the polygonal column shape of the slurry filling space. If a flexible layer is arranged for each plane of the side wall part, and the joint of such a flexible layer is arranged at the corner part, the slurry is likely to leak from the corner part, and a minute chipping is likely to occur at the corner part of the molded body. is there. On the other hand, by arranging a flexible layer such as a continuous flexible sheet in the portion of the adjacent plane crossing the corner so that the joint of the flexible layer is not arranged at the corner, such a minute chip is prevented. be able to.

かかる柔軟性シートなどの柔軟層の一例を図2に示す。図2に示すシート部材4aは、上方(z方向)から見た場合の形状がL字状である。シート部材を折り曲げることでシート部材自体がL字形状を保持していてもよいし、シート部材を側壁部に密着させた結果としてL字状が形成されてもよい。   An example of a flexible layer such as such a flexible sheet is shown in FIG. The sheet member 4a shown in FIG. 2 has an L shape when viewed from above (z direction). The sheet member itself may hold an L shape by bending the sheet member, or an L shape may be formed as a result of the sheet member being brought into close contact with the side wall portion.

四つのL字状のシート部材を用いることで、矩形枠状の柔軟層を構成することができる。シート部材の端部同士が接するように配置することもできるし、シート部材の一部同士を重ねて配置することもできる。L字状シート部材と平面状シート部材を組み合わせて枠状の柔軟層を構成することも可能である。   By using four L-shaped sheet members, a rectangular frame-shaped flexible layer can be formed. It can also arrange | position so that the edge parts of a sheet | seat member may contact | connect, and a part of sheet | seat member can also be arrange | positioned. It is also possible to configure a frame-like flexible layer by combining an L-shaped sheet member and a planar sheet member.

スラリーを充填する前の段階での、柔軟性シート4と側壁部3との結合関係はこれを限定するものではない。スラリー充填後に、結果として柔軟性シート4が側壁部3から剥離していればよい。例えば、柔軟性シート4は、側壁部3に沿って単に配置した状態、すなわち側壁部3に対して自由な状態にあってもよいし、側壁部3に付着している状態であってもよい。後者の例としては、例えば、水分を介して柔軟性シート(柔軟層)が側壁部に吸着されている状態である。いずれも、スラリー充填後に柔軟性シート(柔軟層)が側壁部から剥離する形態に含まれる。また、スラリー充填前に柔軟性シート(柔軟層)が側壁部に固着していても、スラリー充填と同時に固着が解かれるような形態も適用可能である。かかる形態は、例えば、スラリーの水分を吸収して粘着力を失うような物質で柔軟性シート(柔軟層)が接着されている形態である。   The bonding relationship between the flexible sheet 4 and the side wall portion 3 at the stage before filling with the slurry is not limited to this. The flexible sheet 4 should just peel from the side wall part 3 as a result after slurry filling. For example, the flexible sheet 4 may be in a state of being simply disposed along the side wall portion 3, that is, in a free state with respect to the side wall portion 3, or in a state of being attached to the side wall portion 3. . An example of the latter is a state in which a flexible sheet (flexible layer) is adsorbed on the side wall through moisture, for example. Both are included in the form in which the flexible sheet (flexible layer) peels from the side wall after the slurry is filled. Further, even if the flexible sheet (flexible layer) is fixed to the side wall before the slurry is filled, a form in which the fixation is released simultaneously with the slurry filling is also applicable. Such a form is, for example, a form in which the flexible sheet (flexible layer) is bonded with a substance that absorbs moisture of the slurry and loses its adhesive strength.

柔軟層の上端が、充填したスラリーの上面よりも上であれば、柔軟層の高さ寸法はこれを特に限定するものではない。図1に示す実施形態のように、柔軟性シート4の上端が側壁部3の上端よりも下側になるように構成すれば、作業中に意図せず柔軟性シート(柔軟層へ接触することを回避できる。側壁部から柔軟性シートがはみ出ていると、作業中に人や物が触って柔軟性シートが動く場合があるからである。柔軟性シート(柔軟層と側壁部の上端を揃えることも可能であるが、図1に示す実施形態の方が作製が容易である。   If the upper end of the flexible layer is above the upper surface of the filled slurry, the height dimension of the flexible layer is not particularly limited. If the upper end of the flexible sheet 4 is configured to be lower than the upper end of the side wall portion 3 as in the embodiment shown in FIG. 1, the flexible sheet (contacts the flexible layer unintentionally during operation). This is because if the flexible sheet protrudes from the side wall part, the flexible sheet may move by touching a person or an object during the work.The flexible sheet (the flexible layer and the upper end of the side wall part are aligned. However, the embodiment shown in FIG. 1 is easier to manufacture.

柔軟性シート4の、スラリー充填空間における深さ方向(z方向)の配置としては、図1(b)に示すような、底部2に接触するような配置が簡便である。一方、図1(c)に示すように、柔軟性シート4の端を底部2から離間させ、かかる部分においてだけ充填したスラリーが直接側壁部に接する構成も可能である。かかる構成には以下の利点がある。スラリーに含まれるバインダ成分が柔軟性シート4に沿って溜まる場合がある。特に、かかるバインダ成分が柔軟性シート4を伝わって底部2側に溜まった場合、固化した成形体と底部2とが強固に固着し、その結果、成形体を取り出す際に成形体の底部2側に欠けが生じることがある。   As arrangement | positioning of the flexible sheet | seat 4 in the depth direction (z direction) in slurry filling space, arrangement | positioning which contacts the bottom part 2 as shown in FIG.1 (b) is simple. On the other hand, as shown in FIG.1 (c), the structure which spaces apart the edge of the flexible sheet | seat 4 from the bottom part 2, and the slurry filled only in this part can contact a side wall part directly is also possible. Such a configuration has the following advantages. In some cases, the binder component contained in the slurry accumulates along the flexible sheet 4. In particular, when such a binder component is transferred to the bottom 2 side through the flexible sheet 4, the solidified molded body and the bottom 2 are firmly fixed. As a result, when the molded body is taken out, the bottom 2 side of the molded body is removed. Chipping may occur.

これに対して、図1(c)の形態のように、柔軟性シート4の端を底部2から離間させて配置することによって、バインダ成分が柔軟性シートを伝わって底部2付近に溜まることを防ぐことができる。柔軟性シート4と底部2との離間部分では成形体と側壁部とが接触することになるものの、かかる成形体と側壁部との固着の方が、濃化したバインダ成分による結着力も含めた成形体と底部との固着よりもはるかに弱いため、欠けの低減に寄与する。   On the other hand, as shown in FIG. 1 (c), by arranging the end of the flexible sheet 4 away from the bottom 2, the binder component is transferred to the flexible sheet and accumulated near the bottom 2. Can be prevented. Although the molded body and the side wall portion come into contact with each other at the separation portion between the flexible sheet 4 and the bottom portion 2, the fixing between the molded body and the side wall portion includes the binding force due to the concentrated binder component. Since it is much weaker than the adhesion between the molded body and the bottom, it contributes to the reduction of chipping.

図3に鋳込み成形用成形型の他の実施形態を示す。図3は、図1(b)と同様に鋳込み成形用成形型の断面図を示す。鋳込み成形用成形型200では、側壁部3の、柔軟性シート4に対向する面(内壁)に撥水性シート6が配置されている。撥水性シートを配置し、側壁部3に撥水性を付与することで、柔軟性シート4と側壁部3との摩擦が軽減され、柔軟性シート4の側壁部3からの剥離も容易になる。撥水性シート6は、例えばPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素樹脂シートが好適である。   FIG. 3 shows another embodiment of a casting mold. FIG. 3 shows a cross-sectional view of a casting mold as in FIG. In the casting mold 200, the water-repellent sheet 6 is disposed on the surface (inner wall) of the side wall 3 facing the flexible sheet 4. By disposing the water repellent sheet and imparting water repellency to the side wall portion 3, friction between the flexible sheet 4 and the side wall portion 3 is reduced, and the flexible sheet 4 can be easily peeled from the side wall portion 3. The water-repellent sheet 6 is preferably a fluororesin sheet such as PTFE (polytetrafluoroethylene).

側壁部3の、柔軟性シート4に対向する面(内壁)に撥水性を付与する方法は、上記撥水性シートを用いる場合に限らない。側壁部3自体を撥水性の材料(例えば、上記PTFE)で構成してもよいし、側壁部3の内壁に撥水性のコーティングを設けてもよい。但し、図3に示す撥水性シートを用いることが簡便であり、好ましい。   The method of imparting water repellency to the surface (inner wall) of the side wall 3 that faces the flexible sheet 4 is not limited to the use of the above water-repellent sheet. The side wall 3 itself may be made of a water repellent material (for example, the above PTFE), or a water repellent coating may be provided on the inner wall of the side wall 3. However, it is convenient and preferable to use the water-repellent sheet shown in FIG.

次に、上述の鋳込み成形用成形型を用いた、本発明の焼結体の製造方法の実施形態について説明する。焼結体は、例えば、インジウム錫複合酸化物(ITO)、亜鉛錫複合酸化物(ZTO)、インジウム亜鉛錫複合酸化物(IZTO)、インジウムガリウム亜鉛複合酸化物(IGZO)等の酸化物焼結体、窒化珪素等の窒化物焼結体、Mo、Ni、Ti等の金属粉末焼結体である。   Next, an embodiment of a method for producing a sintered body according to the present invention using the above-described casting mold will be described. The sintered body is, for example, oxide sintered such as indium tin complex oxide (ITO), zinc tin complex oxide (ZTO), indium zinc tin complex oxide (IZTO), indium gallium zinc complex oxide (IGZO). Bodies, nitride sintered bodies such as silicon nitride, and metal powder sintered bodies such as Mo, Ni and Ti.

図4(a)は焼結体の製造方法を説明するための工程のフローである。図4に示す製造方法は、上述のいずれかの鋳込み成形用成形型のスラリー充填空間に、無機粉末と、バインダを含むスラリーを充填する鋳込み成形工程と、かかる鋳込み成形工程を経て得られた成形体を上記スラリー充填空間から取り出して乾燥する乾燥工程と、かかる乾燥工程を経た成形体を焼成する焼成工程とを含む。   Fig.4 (a) is the flow of the process for demonstrating the manufacturing method of a sintered compact. The manufacturing method shown in FIG. 4 is a molding process obtained by filling a slurry-filling space of any of the above-described molding molds with an inorganic powder and a slurry containing a binder, and the molding process obtained through the casting process. A drying step of taking out the body from the slurry filling space and drying, and a firing step of firing the molded body that has undergone the drying step are included.

まず、鋳込み成形工程について説明する。鋳込み成形用成形型については上述のとおりであるので説明は省略する。スラリーは、溶媒としての水に、焼結体の原料である無機粉末と、成形体において無機粉末同士を結着するバインダとを含む。無機粉末としては、例えば、上記酸化物焼結体の原料である、酸化物、窒化物等のセラミック粉末、金属粉末等を用いることができる。以下、焼結体として酸化物焼結体を想定し、無機粉末としてその原料粉末である酸化物粉末を想定して説明する。酸化物粉末は、素原料酸化物の混合粉末の形態で用いることも可能である。但し、均質性を高める観点、焼結時の収縮量を低減する観点から、鋳込み成形には、素原料酸化物を仮焼し、粉砕して得た酸化物粉末を用いることが好ましい。仮焼の条件等、粉砕した酸化物粉末を得るまでの条件は、酸化物焼結体の種類に応じて決めればよい。   First, the casting process will be described. Since the casting mold is as described above, description thereof is omitted. The slurry contains, in water as a solvent, inorganic powder that is a raw material of the sintered body, and a binder that binds the inorganic powder to each other in the molded body. As the inorganic powder, for example, ceramic powders such as oxides and nitrides, metal powders, and the like, which are raw materials for the oxide sintered body, can be used. Hereinafter, an oxide sintered body is assumed as a sintered body, and an oxide powder that is a raw material powder is assumed as an inorganic powder. The oxide powder can be used in the form of a mixed powder of raw material oxides. However, from the viewpoint of improving homogeneity and reducing the amount of shrinkage during sintering, it is preferable to use oxide powder obtained by calcining and pulverizing the raw material oxide for casting. Conditions for obtaining the pulverized oxide powder, such as calcination conditions, may be determined according to the type of the oxide sintered body.

使用する無機粉末の粒径、スラリー濃度(固形分濃度)、等はこれを特に限定するものではないが、例えば無機粉末の比表面積はBET値で1〜50m/g、スラリー濃度は30〜90質量%の範囲で調整すればよい。調整されたスラリーはスラリー充填空間に流し込まれ、所定の時間をかけて脱水が行われる。脱水時間は無機粉末の粒径、スラリー濃度、成形体厚さにもよるが、例えば5〜50時間程度である。 The particle size, slurry concentration (solid content concentration), and the like of the inorganic powder to be used are not particularly limited. For example, the specific surface area of the inorganic powder is 1 to 50 m 2 / g as a BET value, and the slurry concentration is 30 to 30%. What is necessary is just to adjust in the range of 90 mass%. The adjusted slurry is poured into the slurry filling space and dehydrated over a predetermined time. The dehydration time is, for example, about 5 to 50 hours, although it depends on the particle size of the inorganic powder, the slurry concentration, and the molded body thickness.

鋳込み成形工程において、スラリー充填空間内に充填されたスラリーが脱水され、ハンドリング可能な強度まで固化して、成形体が得られる。鋳込み成形工程を経て得られた成形体はスラリー充填空間から取り出して乾燥する乾燥工程に供される。柔軟層はスラリー充填空間内での乾燥過程で成形体から剥離する場合と、成形体をスラリー充填空間から取り出す際に成形体に張り付いている場合がある。後者の場合には、乾燥工程に供する前に柔軟層を剥がしてもよいし、柔軟層が張り付いたまま成形体を乾燥工程に供してもよい。柔軟層を剥がす場合でも、柔軟層と成形体との結着力が弱いため、成形体を破損することなく容易に柔軟層を剥がすことができる。また、柔軟層が成形体に固着している場合、外側から少量の水分を吸収させることで、吸収層の剥離はさらに容易になる。   In the casting process, the slurry filled in the slurry filling space is dehydrated and solidified to a strength that can be handled to obtain a molded body. The molded body obtained through the casting process is taken out from the slurry filling space and dried. The flexible layer may be peeled off from the molded body during the drying process in the slurry filling space, or may be stuck to the molded body when the molded body is taken out from the slurry filled space. In the latter case, the flexible layer may be peeled off before being subjected to the drying step, or the molded body may be subjected to the drying step while the flexible layer is adhered. Even when the flexible layer is peeled off, since the binding force between the flexible layer and the molded body is weak, the flexible layer can be easily peeled without damaging the molded body. Further, when the flexible layer is fixed to the molded body, the absorption layer can be more easily separated by absorbing a small amount of moisture from the outside.

乾燥工程では残留する水分を除去するために、成形体を加熱することが好ましい。ただし、高温への急激な加熱は成形体のクラック等の原因になる場合があるため、加熱温度は35℃〜80℃であることが好ましい。なお、スラリー充填空間に収まった状態での成形体乾燥を併用することも可能である。スラリー充填空間に収まった状態でも成形体の自然乾燥は進行するが、かかる状態で加熱して乾燥を促進することができる。   In the drying step, it is preferable to heat the molded body in order to remove residual moisture. However, since rapid heating to a high temperature may cause cracks in the molded article, the heating temperature is preferably 35 ° C to 80 ° C. In addition, it is also possible to use the molded body drying in a state where the slurry is contained in the slurry filling space. Although the molded body is naturally dried even when it is in the slurry filling space, drying can be promoted by heating in this state.

最終的な焼結体の相対密度を高めるためには、乾燥工程が終了した時点での、成形体の相対密度を可能な限り高めておくことが好ましい。これは焼結温度を高くできない材料や難焼結材料の場合に特に重要である。例えば、亜鉛錫複合酸化物焼結体(ZTO焼結体)の場合であれば、乾燥工程が終了した時点での、成形体の相対密度を60%以上まで高めておくことが好ましい。   In order to increase the relative density of the final sintered body, it is preferable to increase the relative density of the molded body as much as possible when the drying step is completed. This is particularly important in the case of materials where the sintering temperature cannot be raised or difficult to sinter. For example, in the case of a zinc-tin composite oxide sintered body (ZTO sintered body), it is preferable to increase the relative density of the molded body to 60% or more when the drying step is completed.

上述の乾燥工程を経た成形体は焼成工程に供される。焼成温度や雰囲気は使用する材料の種類・組成によって決定される。例えば、上述の亜鉛錫複合酸化物焼結体(ZTO焼結体)の場合であれば、焼成温度は1450〜1600℃の範囲が好ましい。成形体に含まれるバインダは焼成工程の昇温過程に組み込まれた脱バインダパターンによって除去することができる。かかる場合は、焼成と脱バインダは同一の炉で行うことができる。   The molded body that has undergone the above-described drying step is subjected to a firing step. The firing temperature and atmosphere are determined by the type and composition of the material used. For example, in the case of the above-described zinc-tin composite oxide sintered body (ZTO sintered body), the firing temperature is preferably in the range of 1450 to 1600 ° C. The binder contained in the molded body can be removed by a binder removal pattern incorporated in the temperature raising process of the firing process. In such a case, firing and binder removal can be performed in the same furnace.

一方、図4(b)に示すように、乾燥工程と焼成工程の間に予備焼成工程を組み入れ、前記予備焼成工程を経ることにより予備焼成体にハンドリング可能な強度を付与することができる。かかる場合には、バインダ除去と焼成を別の炉で行うことが可能であるため、焼結工程の操業自由度が向上する。予備焼成の温度は例えば800℃以上が好ましい。なお、予備焼成工程はその趣旨から焼成工程よりも低い温度で行う。また、焼成工程前に予備焼成工程を設けた場合、予備焼成を大気中で実施し、その後の焼成を窒素中で実施する等、炉内の雰囲気を選択することも可能である。   On the other hand, as shown in FIG.4 (b), the prebaking process is integrated between a drying process and a baking process, and the intensity | strength which can be handled can be provided to a prebaking body through the said prebaking process. In such a case, binder removal and firing can be performed in separate furnaces, so that the degree of freedom of operation in the sintering process is improved. The pre-baking temperature is preferably 800 ° C. or higher, for example. Note that the preliminary firing step is performed at a temperature lower than that of the firing step for the purpose. Further, when a pre-baking step is provided before the baking step, it is possible to select an atmosphere in the furnace, for example, pre-baking is performed in the air and subsequent baking is performed in nitrogen.

本発明の焼結体は、前記いずれかの焼結体の製造方法によって製造された焼結体であることを特徴とする。焼結体の種類はこれを限定するものではない。上述のとおり、焼結体は、例えば、インジウム錫複合酸化物(ITO)、亜鉛錫複合酸化物(ZTO)、インジウム亜鉛錫複合酸化物(IZTO)、インジウムガリウム亜鉛複合酸化物(IGZO)等の酸化物焼結体、窒化珪素等の窒化物焼結体、Mo、Ni、Ti等の金属粉末焼結体である。   The sintered body of the present invention is a sintered body produced by any one of the above-described methods for producing a sintered body. The kind of the sintered body is not limited to this. As described above, the sintered body is, for example, indium tin composite oxide (ITO), zinc tin composite oxide (ZTO), indium zinc tin composite oxide (IZTO), indium gallium zinc composite oxide (IGZO), or the like. An oxide sintered body, a nitride sintered body such as silicon nitride, and a metal powder sintered body such as Mo, Ni, and Ti.

本発明の焼結体の製造方法は大面積の焼結体の製造に好適であるため、該焼結体を用いてなる酸化物ターゲットが焼結体の用途として特に好適である。酸化物ターゲットは、例えば、半導体膜、電極膜の形成に用いられるものである。焼成工程を経て得られた焼結体に適宜加工が施され、酸化物ターゲットが得られる。例えば、直方体であれば、一つの焼結体で縦300mm以上、横200mm以上、厚さ10mm以上の大きさの酸化物ターゲットを実現することができる。さらには、主面(もっとも面積が大きい面)の面積が1m以上の焼結体を得ることも可能である。かかる構成によれば、高い圧力を有する高価なプレス装置を使用せずとも、大型化の要請に応えつつ、品質、コストでも優位な酸化物ターゲットが実現できる。 Since the method for producing a sintered body according to the present invention is suitable for producing a large-area sintered body, an oxide target using the sintered body is particularly suitable as an application of the sintered body. The oxide target is used, for example, for forming a semiconductor film or an electrode film. The sintered body obtained through the firing step is appropriately processed to obtain an oxide target. For example, in the case of a rectangular parallelepiped, an oxide target having a size of 300 mm or more, 200 mm or more, and a thickness of 10 mm or more can be realized with one sintered body. Furthermore, it is possible to obtain a sintered body having an area of the main surface (the surface having the largest area) of 1 m 2 or more. According to such a configuration, an oxide target superior in quality and cost can be realized while responding to the demand for an increase in size without using an expensive press apparatus having a high pressure.

(本発明例1)
酸化物半導体ターゲット用として亜鉛錫複合酸化物の焼結体を以下の手順で作製した。亜鉛錫複合酸化物(ZTO)の原料粉を仮焼、粉砕し、スラリー用の無機粉末を得た。得られた無機粉末の比表面積は2.2m/gであった。かかる無機粉末と、水、バインダ(種類:中京油脂製セルナWN−405、添加量:無機粉末100質量部に対して1質量部)とを混合して、固形分濃度が82質量%のスラリーを作製した。得られたスラリーを、図3に示す構成を有する成形型のスラリー充填空間に注ぎ込み、40時間放置して鋳込み成形を行った。
(Invention Example 1)
A sintered body of a zinc-tin composite oxide for an oxide semiconductor target was produced by the following procedure. The raw material powder of zinc tin composite oxide (ZTO) was calcined and pulverized to obtain an inorganic powder for slurry. The specific surface area of the obtained inorganic powder was 2.2 m 2 / g. This inorganic powder is mixed with water and a binder (type: Chukyo Yushi Seruna WN-405, added amount: 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the inorganic powder) to obtain a slurry having a solid content concentration of 82% by mass. Produced. The obtained slurry was poured into a slurry filling space of a molding die having the configuration shown in FIG. 3 and allowed to stand for 40 hours for casting.

成形型の構成は以下のとおりである。石膏製の基台上に塩化ビニル樹脂製の矩形枠状の側壁部を載置した。側壁部のスラリー充填空間側には、ポリテトラフルオロエチレン製の撥水性シート(撥水層)を介して、柔軟性シート(柔軟層)として厚さ0.09mmの上質コピー用紙を配置した。上質コピー用紙はL字状に折り曲げた複数のシート部材で構成し、折り曲げ部分を側壁部の角に合わせて配置した。撥水性シートは粘着剤によって側壁部の内側に固着する一方、柔軟性シートは水で濡らし底部から1mm離し、撥水性シートに付着した状態で配置した。スラリー充填空間は横314mm、縦235mm、高さ50mmであり、成形体の厚さは約20mmであった。   The configuration of the mold is as follows. A rectangular frame-shaped side wall made of a vinyl chloride resin was placed on a gypsum base. A high-quality copy sheet having a thickness of 0.09 mm was disposed as a flexible sheet (flexible layer) through a water-repellent sheet (water-repellent layer) made of polytetrafluoroethylene on the side of the slurry filling space on the side wall. The high-quality copy paper was composed of a plurality of sheet members bent in an L shape, and the bent portions were arranged in accordance with the corners of the side walls. The water-repellent sheet was fixed to the inside of the side wall portion with an adhesive, while the flexible sheet was wetted with water and separated from the bottom by 1 mm, and was placed in a state of adhering to the water-repellent sheet. The slurry filling space was 314 mm wide, 235 mm long and 50 mm high, and the thickness of the molded body was about 20 mm.

鋳込み成形工程を経て得られた成形体をスラリー充填空間から取り出して40℃、40時間の条件で乾燥した。乾燥工程が終了した時点での成形体の相対密度は70%であった。乾燥工程を経た成形体を1000℃で予備焼成した後、窒素雰囲気中、1550℃、4時間の条件で焼成し、横282mm、縦210mm、厚さ18mmの焼結体を得た。   The molded body obtained through the casting process was taken out from the slurry filling space and dried under the conditions of 40 ° C. and 40 hours. The relative density of the molded body at the time when the drying process was completed was 70%. The formed body that had undergone the drying step was pre-fired at 1000 ° C. and then fired in a nitrogen atmosphere at 1550 ° C. for 4 hours to obtain a sintered body having a width of 282 mm, a length of 210 mm, and a thickness of 18 mm.

(本発明例2)
柔軟性シートを底部に接触させて配置したこと以外は、本発明例1と同様にして、亜鉛錫複合酸化物の焼結体を作製した。
(Invention Example 2)
A sintered body of zinc-tin composite oxide was produced in the same manner as in Example 1 except that the flexible sheet was placed in contact with the bottom.

(本発明例3)
側壁部と柔軟性シートとの間に撥水性シートを配置しないこと以外は、本発明例1と同様にして、亜鉛錫複合酸化物の焼結体を作製した。
(Invention Example 3)
A sintered body of zinc-tin composite oxide was produced in the same manner as Example 1 except that the water-repellent sheet was not disposed between the side wall portion and the flexible sheet.

(本発明例4)
柔軟性シート(上質コピー用紙)を、側壁部の内壁寸法に合わせた四つの平面状のシート部材で構成して、側壁部の内壁に配置したこと以外は、本発明例1と同様にして亜鉛錫複合酸化物の焼結体を作製した。すなわち、柔軟性シートとして、スラリー充填空間の四隅に柔軟性シートの切れ目が存在し、柔軟性シートが不連続になっている構成を採用した。
(Invention Example 4)
Zinc was formed in the same manner as in Example 1 except that the flexible sheet (high-quality copy paper) was composed of four planar sheet members matched to the inner wall size of the side wall and arranged on the inner wall of the side wall. A sintered body of a tin composite oxide was produced. That is, as the flexible sheet, there was adopted a configuration in which there are discontinuities in the flexible sheet at the four corners of the slurry filling space, and the flexible sheet is discontinuous.

(比較例)
比較のために、柔軟性シートを配置しないこと以外は上記本発明例1と同様にして焼結体を得た。
(Comparative example)
For comparison, a sintered body was obtained in the same manner as in Invention Example 1 except that no flexible sheet was disposed.

本発明例と比較例について、スラリー充填空間から取り出した成形体の状態、および焼成後の焼結体の状態で欠け、クラック等の破損状態を確認した結果を表1に示す。   Table 1 shows the results of confirming breakage such as chipping and cracking in the state of the molded body taken out from the slurry filling space and the state of the sintered body after firing for the inventive example and the comparative example.

表1に示すように、比較例では、成形体の四隅には、10mm以上を欠損するような大きな欠けが生じていた。側壁部のスラリー充填空間側に柔軟性シートとして紙が配置された成形型を用いた本発明例1〜4では、比較例で発生していた成形体の四隅の欠けは観察されず、良好な外観を有する成形体が得られた。また、焼成後においても欠けやクラックの欠陥は確認できず、良好な焼結体が得られた。   As shown in Table 1, in the comparative example, large chippings of 10 mm or more were generated at the four corners of the molded body. In the present invention examples 1 to 4 using a mold in which paper is arranged as a flexible sheet on the side of the slurry filling space of the side wall portion, chipping at the four corners of the molded body generated in the comparative example is not observed, and is good. A molded body having an appearance was obtained. In addition, chipping and crack defects could not be confirmed even after firing, and a good sintered body was obtained.

本発明例2では、実用上問題ない程度の、底部側の微小欠けが確認されたが、柔軟性シートを底部から離間して配置した本発明例1では、かかる微小欠けも抑制されていることが確認された。また、側壁部の、柔軟性シートに対向する面が撥水性である本発明例1では、かかる撥水性を具備しない本発明例3に比べて、柔軟性シートが側壁部から滑らかに剥離していた。さらに、四つの平面状のシート部材で柔軟性シートを構成した本発明例4では、スラリー充填空間角部に、実用上問題ない程度の微小欠けが確認されたが、L字状に折り曲げた複数のシート部材で柔軟性シートを構成した本発明例1では、かかる微小欠けが抑制されていることが確認された。   In Example 2 of the present invention, micro-chips on the bottom side that were not problematic for practical use were confirmed. However, in Example 1 of the present invention in which the flexible sheet was arranged apart from the bottom, such micro-chips were also suppressed. Was confirmed. Further, in the present invention example 1 in which the surface of the side wall portion facing the flexible sheet is water repellent, the flexible sheet is smoothly peeled from the side wall portion as compared to the present invention example 3 that does not have such water repellency. It was. Furthermore, in the present invention example 4 in which the flexible sheet is configured by four planar sheet members, a minute chipping of a practically no problem was confirmed in the slurry filling space corner portion, but a plurality of bent in an L shape In Invention Example 1 in which the flexible sheet is formed of the sheet member, it was confirmed that such minute chipping was suppressed.

1:スラリー充填空間、2:底部、3:側壁部、3a:部材、3b:部材、4:柔軟性シート、4a:シート部材、5:基台、6:撥水性シート、100:鋳込み成形用成形型、200:鋳込み成形用成形型 1: Slurry filling space, 2: Bottom, 3: Side wall, 3a: Member, 3b: Member, 4: Flexible sheet, 4a: Sheet member, 5: Base, 6: Water repellent sheet, 100: For casting Mold, 200: Mold for casting

Claims (11)

スラリー充填空間を形成する底部および側壁部を有し、
前記底部は吸水性を有し、
前記側壁部の前記スラリー充填空間側に、スラリー充填後に前記側壁部から剥離する柔軟層を備えている、鋳込み成形用成形型。
Having a bottom and sidewalls forming a slurry-filled space;
The bottom has water absorption;
A mold for casting molding, comprising a flexible layer that is peeled off from the side wall portion after slurry filling on the side of the side wall of the slurry filling space.
前記柔軟層が吸水性であり、前記側壁部が非吸水性である、請求項1に記載の鋳込み成形用成形型。   The mold for casting molding according to claim 1, wherein the flexible layer is water-absorbing and the side wall is non-water-absorbing. 前記柔軟層は繊維質シート材を用いて構成されている、請求項2に記載の鋳込み成形用成形型。   The mold for casting molding according to claim 2, wherein the flexible layer is configured using a fibrous sheet material. 前記側壁部の前記柔軟層と対向する側に、撥水性のある撥水層を備えている、請求項2または3に記載の鋳込み成形用成形型。   The mold for casting molding according to claim 2 or 3, comprising a water-repellent water-repellent layer on a side of the side wall portion facing the flexible layer. 前記撥水層は撥水性シート材を用いて構成されている、請求項4に記載の鋳込み成形用成形型。   The mold for casting molding according to claim 4, wherein the water-repellent layer is formed using a water-repellent sheet material. 前記柔軟層は前記底部から離間して配置されている、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の鋳込み成形用成形型。   The mold for casting molding according to any one of claims 1 to 5, wherein the flexible layer is disposed apart from the bottom portion. 前記スラリー充填空間は前記側壁部に有する複数の隣接平面により多角柱形状に構成され、
前記多角柱形状の角部をわたる前記隣接平面の部分には、連続な前記柔軟層が配置されている、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の鋳込み成形用成形型。
The slurry filling space is configured in a polygonal column shape by a plurality of adjacent planes on the side wall portion,
The mold for casting molding according to any one of claims 1 to 6, wherein the continuous flexible layer is disposed in a portion of the adjacent plane that crosses the corner of the polygonal column shape.
請求項1乃至7のいずれか1項に記載の鋳込み成形用成形型のスラリー充填空間に、無機粉末とバインダを含むスラリーを充填する鋳込み成形工程と、
前記鋳込み成形工程を経て得られた成形体を前記スラリー充填空間から取り出して乾燥する乾燥工程と、
前記乾燥工程を経た前記成形体を焼成する焼成工程とを含む、焼結体の製造方法。
A casting molding step of filling a slurry-filling space of the molding die for casting molding according to any one of claims 1 to 7 with a slurry containing an inorganic powder and a binder,
A drying step of taking out the molded body obtained through the casting molding step from the slurry filling space and drying;
And a firing step of firing the molded body that has undergone the drying step.
前記乾燥工程と前記焼成工程の間に予備焼成工程を有する、請求項8に記載の焼結体の製造方法。   The manufacturing method of the sintered compact of Claim 8 which has a preliminary baking process between the said drying process and the said baking process. 請求項8または9に記載の焼結体の製造方法により製造されている、焼結体。   The sintered compact manufactured by the manufacturing method of the sintered compact of Claim 8 or 9. 請求項10に記載の焼結体を用いて形成されている、酸化物ターゲット。   The oxide target formed using the sintered compact of Claim 10.
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